Hallo! Als Schmiedegrad -Lieferant bin ich schon seit einiger Zeit mitten in der Schmiedenswelt. Eine Frage, die in Diskussionen mit Kunden und Kollegen in der Branche steigt, ist, wie sich der Schmiedeprozess auf die Getreidestruktur von Zahnrädern auswirkt. Es ist ein super wichtiges Thema, da die Getreidestruktur einen enormen Einfluss auf die Leistung und Haltbarkeit der Zahnräder haben kann. Lassen Sie uns also gleich hineintauchen und es zusammenfassen.
Lassen Sie uns zunächst ein wenig darüber sprechen, was die Getreidestruktur ist. In einfachen Worten besteht die Kornstruktur eines Metalls aus winzigen Kristallen. Diese Kristalle bilden sich, wenn das Metall von einem geschmolzenen Zustand verfestigt wird. Die Größe, Form und Ausrichtung dieser Körner können je nach Faktoren variieren, einschließlich des Schmiedensprozesses.
Wenn es um Schmieden von Zahnrädern geht, gibt es einige verschiedene Methoden, aber zwei der häufigsten sind geschlossen, Schmiedefälle und Impressionen zu schmieden.Geschlossene Würfelist ein Prozess, bei dem das Metall zwischen zwei Stämmen platziert wird, die einen vorgeformten Hohlraum enthalten. Die Stimmungen kommen unter hohem Druck zusammen und zwingen das Metall, den Hohlraum zu füllen und die Form des Ganges zu übernehmen. Auf der anderen Seite,Impression sterben schmiedenist ähnlich, aber in diesem Fall füllt das Metall den Würfelhöhlen nicht vollständig. Normalerweise gibt es etwas überschüssiges Metall, das einen Blitz um die Ränder des Zahnrads bildet.
Wie wirken sich diese Prozesse auf die Getreidestruktur aus? Während des Schmiedens ist das Metall einem intensiven Druck und einer Verformung ausgesetzt. Dieser Druck bewirkt, dass die Körner im Metall deformieren und neu ausrichten. Bei geschlossener Würfel schmiedet die hohe Druckumgebung die Körner, entlang der Form des Würfelhöhlens zu fließen. Dies führt zu einer gleichmäßigeren und richtungsfähigeren Kornstruktur. Die Körner sind auf eine Weise ausgerichtet, die den Konturen des Zahnrads folgt, was die mechanischen Eigenschaften des Zahnrads erheblich verbessern kann. Zum Beispiel hat eine Ausrüstung mit einer gut ausgerichteten Getreidestruktur eine bessere Stärke und Zähigkeit, insbesondere in den Bereichen, in denen sie den größten Stress erfährt.
Bei der Schmiede im Impression ist die Verformung der Körner etwas anders. Da überschüssige Metall einen Blitz bildet, können die Körner im Blitzbereich im Vergleich zu den Körnern im Hauptkörper des Zahnrads zufällig ausgerichtet sein. Die Deformation im Hauptteil des Ganges führt jedoch immer noch dazu, dass die Körner in gewissem Maße neu ausgerichtet sind und ihre mechanischen Eigenschaften verbessert. Aber es ist vielleicht nicht so einheitlich wie bei geschlossener Würfel.
Ein weiterer Aspekt ist die Temperatur, bei der das Schmieden stattfindet. Es gibt zwei Haupttypen von Schmieden auf der Grundlage der Temperatur: heißes Schmieden und kaltes Schmieden. Heißes Schmieden erfolgt bei Temperaturen über der Rekristallisierungstemperatur des Metalls. Bei diesen hohen Temperaturen ist das Metall formbarer und die Körner können leichter verformen. Während der heißen Schmiede können sich neue Körner durch einen Prozess bilden, der als Rekristallisation bezeichnet wird. Dies kann zu einer feineren Kornstruktur führen, die im Allgemeinen zu besseren mechanischen Eigenschaften wie erhöhter Festigkeit und Duktilität führt.
Kaltes Schmieden dagegen erfolgt bei oder in der Nähe der Raumtemperatur. Da das Metall bei diesen Temperaturen weniger formbar ist, ist mehr Kraft erforderlich, um es zu verformen. Kaltes Schmieden kann zu Arbeitshärten führen, was bedeutet, dass das Metall stärker wird, wenn es deformiert wird. Die Getreidestruktur ändert sich jedoch möglicherweise nicht so stark wie bei heißem Schmieden. Die Körner können eher verzerrt als in eine neue, einheitliche Struktur umgewandelt werden.
Schauen wir uns die Vorteile einer gut kontrollierten Kornstruktur in Zahnrädern genauer an. Eine Ausrüstung mit einer ordnungsgemäßen Kornstruktur hat eine bessere Müdigkeitsbeständigkeit. Müdigkeit ist ein Hauptproblem bei Zahnrädern, da sie ständig einer zyklischen Belastung ausgesetzt sind. Wenn die Kornstruktur in die richtige Richtung ausgerichtet ist, kann sie dazu beitragen, die Einleitung und Ausbreitung von Rissen zu verhindern, was zu einem Getriebeversagen führen kann.
Darüber hinaus kann eine gute Kornstruktur den Verschleißfestigkeit von Zahnrädern verbessern. Die Zahnräder sind häufig mit anderen Komponenten in Kontakt, und im Laufe der Zeit kann Verschleiß auftreten. Eine Ausrüstung mit einer einheitlichen und feinen Kornstruktur kann den Schleifkräften besser standhalten, die Verschleißrate verringern und die Lebensdauer des Ganges verlängern.
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Referenzen
- Smith, J. (2018). Schmiedenstechnologie: Prinzipien und Anwendungen. Verlag: Tech Books Inc.
- Johnson, A. (2020). Metallurgie der Zahnräder: Getreidestruktur und Leistung. Journal of Mechanical Components, 15 (2), 45 - 58.
