Obróbka cieplna ślimaków

Niezależnie od zabiegów wstępnej obróbki cieplnej, mającej za zadanie ujedno-Todnić strukturę stali i zapewnić jej dobrą obrabialność, oraz nieza.eżnie od ewentualnych zabiegów obróbki cieplnej, mającej na celu usunięcie skutków zgniotu wywołanego w czasie zgrubnej obróbki skrawaniem, ślimaki poddaje się zabiegom obróbki cieplnej, mającej na celu zapewnić żądane własności fizyczne. A więc ślimaki, które nie mają szlifowanych zębów i które wykonane są ze stali do ulepszania — ulepsza się, tzn. hartuje się je i odpuszcza. Ślimaki zaś, których zęby są potem szlifowane i które wykonane są ze stali do nawęglania — nawęgla się, hartuje, a następnie odpuszcza.

Ulepszanie stali polega na jej hartowaniu i odpuszczaniu. W czasie hartowania ślimak nagrzewa się do temperatury nieco wyższej od temperatury przemiany, wygrzewa się go w tej temperaturze, a następnie chłodzi w wodzie lub oleju. Dobór ośrodka chłodzącego zależy od gatunku stali. Stale węglowe hartuje się zazwyczaj "W wodzie, stale stopowe — w oleju.

Odpuszczenie polega na powtórnym nagrzaniu ślimaka, ale już do temperatury znacznie niższej od temperatury stosowanej w czasie hartowania. Temperatura, do której nagrzewa się ślimak przy odpuszczaniu, zależy od gatunku stali oraz od żądanej twardości względnie wytrzymałości na rozciąganie. Dla określonej stali im wyższa jest temperatura odpuszczania, tym mniejszą otrzymuje się twardość na powierzchni zębów oraz tym mniejsza jest wytrzymałość, ale za to zwiększa się ciągliwość i udarność. W ślimakach, które nie mają szlifowanych później zębów, dąży się do uzyskania twardości HRC rzędu 32—36. Taka twardość pozwala bowiem z jednej strony przeprowadzić ostateczną obróbkę uzębienia już po ulepszeniu, a z drugiej strony — zapewnia stosunkowo niezłą twardość zębów.

Ślimaki wykonane ze stali do nawęglania poddaje się naprzód zabiegowi na-węglania. Nawęgla się jednak tylko te powierzchnie, które powinny być utwardzone, pozostałe zaś chroni się przed nawęglaniem. Do tych ostatnich należą powierzchnie gwintów oraz powierzchnie wierzchołków zębów. W przypadku niezabezpieczenia wierzchołków przed nawęglaniem otrzymuje się rozkład warstwy nawęglanej (rys. 196). Na skutek penetracji węgla z trzech stron występuje bardzo gruba warstwa nawęglona, znacznie grubsza niż w innych miejscach. Ze względu na kruchość stali nawęglanej może to grozić wyłamaniem wierzchołka zęba.

 

Warstwa nawęglana


Przed nawęglaniem chronić można w zasadzie kilkoma sposobami. Pokrywanie miejsc chronionych specjalną pastą względnie owijanie sznurem azbestowym jest sposobem zbyt mało pewnym, aby go w ogóle można było zalecać. Natomiast pozostawienie na chronionych powierzchniach naddatku o grubości równej co najmniej grubości nawęglania, a następnie usunięcia go przez skrawanie może być z powodzeniem stosowane. Zasięg tej metody jest jednak ograniczony, ponieważ wymaga dodatkowej obróbki już po nawęglaniu. Dla ochrony powierzchni nieobrobionych po nawęglaniu stosuje się jeszcze trzeci sposób, jakim jest miedziowanie. Ponieważ wtedy najczęściej miedziuje się elektrolitycznie cały ślimak, trzeba więc albo powierzchnie nawęglane chronić przed miedziowaniem przez woskowanie, albo usunąć miedź z powierzchni nawęglanych. Pierwszy sposób jest dość żmudny, ale jest oszczędniejszy ze względu na zużycie miedzi. Drugi sposób wymaga pomie-dziowania ślimaka jeszcze przed obróbką ostateczną powierzchni nawęglanych. Zazwyczaj miedziuje się ślimak już po nacięciu zębów, a miedź z powierzchni nawęglanych usuwa się przez szlifowanie.

Nawęglanie odbywa się w temperaturze około 900°C w specjalnej atmosferze gazowej lub w proszkach. Czas nawęglania zależy od grubości warstwy nawęglanej. Grubość warstwy utwardzanej przyjmuje się tak, aby po szlifowaniu, zależnie od modułu, zawierała się w granicach od 0,5 do 1,5 mm. Orientacyjnie przyjąć można, że grubość warstwy utwardzonej już po oszlifowaniu zębów powinna wynosić około jednej piątej modułu lub jednej ósmej grubości zęba na średnicy podziałowej. Biorąc zaś pod uwagę, że naddatek na szlifowanie wynosi od 0,1—0,4 mm na stronę, całkowita głębokość warstwy nawęglanej powinna wynosić około 0,3 m, gdzie m oznacza moduł lub około 0,2 s, gdzie s oznacza grubość zęba.

Hartowanie po nawęglaniu może być przeprowadzone w zasadzie trojako. Można hartować ślimak bezpośrednio po nawęgleniu wykorzystując temperaturę nagrzania w czasie nawęglania. Jest to sposób najtańszy, ale i najgorszy. Ponadto nie można go w ogóle stosować w przypadkach, gdy przewidziane są jakieś zabiegi między nawęglaniem a hartowaniem. Najlepszym natomiast sposobem jest tzw. podwójne hartowanie, wymagające podwójnego nagrzewania po nawęglaniu. Za pierwszym razem ślimak nagrzewa się do temperatury nieco wyższej od temperatury przemiany stali o zawartości węgla jaką ma rdzeń, za drugim razem — do temperatury nieco wyższej od temperatury przemiany warstwy nawęglonej. Hartowanie podwójne zapewnia najlepszą strukturę materiału. Trzeci sposób jest w pewnym sensie kompromisem. Ślimak nagrzewa się jeden raz do temperatury pośredniej między temperaturami stosowanymi przy hartowaniu podwójnym.

Po hartowaniu ślimak jest odpuszczany, co ma na celu usunięcie naprężeń powstałych w czasie hartowania.

Drukuj