Miksi "näennäisen yksinkertainen esikäsittely" määrää hammaspyörän käyttöiän?
Hammaspyörävalmistusteollisuudessa tunnetaan hyvin tosiasia: "Hiiltymisen puolet onnistumisesta riippuu esikäsittelystä." Monet paikan päällä esiintyvät laatuongelmat hiiltymisessä – paikalliset pehmeät kohdat, epätasainen kovuuskerroksen syvyys, ennenaikainen kuoppautuminen, yhtäkkinen kosketusväsymisikäilyn lasku ja muut – voidaan jälkikäteen todeta johtuvan usein uunitoimintojen tai virheellisten kemiallisten kaavojen sijaan virheistä hiiltymistä edeltävässä valmistelussa.
Epätasainen kovuuskerroksen syvyys on yksi vakavimmista piilevistä vaaroista hammaspyörille. Sen seuraukset menevät paljon pidemmälle kuin pelkkä kovuuden epäjohdonmukaisuus:
- Paikalliset pehmeät kohdat → Suuri alttius ennenaikaiselle kuoppautumiselle
- Epätasainen kovuuskerroksen syvyys → Epätasainen kosketusjännitysjakauma
- Riittämätön kovuuskerroksen syvyys hampaiden juurissa → Heikentynyt taivutusväsymisikä
- Epätasainen pintarakente → Lisääntynyt riski "valkoisien kerrosten" tai polttumisen syntymisestä seuraavassa hammaspyörän hionnissa
- Kohonneet melutasot ja epävakaa hampaiden kahdennus → Heikentynyt NVH-suorituskyky (melu, tärinä, karkeus)
Lyhyesti: Epätasainen kovuussyvyys on kellonmekanismi, joka johtaa aikaiseen hammaspyörän rikkoutumiseen.
Rasvanpoisto poistaa öljyjäämiä, jäähdytteenjäämiä, hikiviitteitä, leikkuunestejäämiä ja muita saasteita. Riittämätön rasvanpoisto johtaa seuraaviin seurauksiin:
- Öljykalvot estävät hiilipotentiaalin siirtymisen
- Paikallinen karbonoinnin hidastuminen
- Pinnan heikko kovuussyvyys tai jopa "valkoiset pilkat" ja "pehmeät kohdat"
Nämä ongelma-alueet ovat erityisen alttiita kuoppautumiselle suurta kosketuspainetta aiheuttavissa sovelluksissa, kuten planeettapyörissä.
Vaatimattomat hammaspyöränsyötöt ovat tyypillisesti paksun hapettumiskalvon peitossa, ja jos kalvoa ei poisteta täysin, se aiheuttaa:
- Hiilellä tukkineet vyöhykkeet myös tyhjiökarbonoidintisprosesseissa
- 20–50 %:n vähentymisen kovuussyvyydessä
- Epätasaisen pintamikrorakenteen
- "Käänteiskarbonointi" (hiilen rikastuminen syvemmille kerroksille samalla kun pinnan hiilipitoisuus vähenee)
Tällaiset virheelliset hammaspyörät ovat erittäin alttiita kuopalle jälkeen hionnan — riittämätön pintakova yhdistettynä sisäiseen kovuuteen luo vaarallisia jännityskeskittymiä.
Uunin lastaus on paljon monimutkaisempaa kuin vain "hammaspyörien sijoittaminen uuniin". Se vaikuttaa suoraan:
- Uunikaasun virtausmalleihin
- Uunikaasun kosketuspinta-alaan
- Hiilipotentiaalin yhtenäinen altistuminen kaikkien hammaspyörien pinnalla
Virheellinen lastaus johtaa seuraaviin ongelmiin:
- Paikalliset kuolleet vyöhykkeet → Pinnallinen kovuussyvyys
- Toistensa peittäminen tai varjostus hammaspyörien välillä → Levymäiset pehmeät kohdat
- Liiallinen tiiviyden → Keskeytynyt uunikaasuvirtaus
- Pienten ja suurten hammaspyörien sekasekoitettu lastaus → Lämpötilaeroja erilaisten lämpökapasiteettien vuoksi
Nämä ongelmat esiintyvät huomattavasti useammin paikan päällä kuin yleensä oletetaan.
Karburoinnin perusperiaate on: Hiiliatomin diffuusio teräksen pintaan → Kohdehiilipitoisuuden ja -syvyyden saavuttaminen
Kun rasvanpoisto, huuhtelu tai virheellinen lastaus heikentävät pinnan kykyä ottaa vastaan hiiltä:
- Hiilen diffuusio hidastuu
- Hiilipotentiaalin reaktiot häiriintyvät
- Paikalliset hiilettömät vyöhykkeet muodostuvat
- Pinnan martensiittipitoisuus vähenee
- Kovuus laskee 50–150 HV
- Kovuussyvyys on riittämätön 0,1–0,3 mm
- Pinnan jäännösjännityksen puristusjännitys vähenee
Lopulta hammaspyörissä esiintyy varhaisvaiheen vikoja, kuten:
- Kuoput
- Kohtaisirpaleutuminen
- Mikrosärmet
- Kohonneen hihnan melutaso
- Merkittävästi lyhentynyt väsymisikä (tyypillisesti 30–60 % lyhyempi)
- Kuperauma keskittynyt tiettyihin hampaan pinnan alueisiin (ei satunnainen jakautuminen)
- Selkeät kovuuserot (esim. HRC 60 vs. HRC 54)
- Merkittävät eroavaisuudet karkaistumuovutuksen syvyydessä vasemman ja oikean puolen hampaiden välillä
- Askellinen tai äkillinen muutos karkaistumuovutuksen syvyyden profiilissa
- Metallografinen analyysi paljastaa lisääntynyttä ferritiä pintakerroksessa
- Kovuusjakaumassa ei ole asteittaista gradienttia (näkyvissä äkilliset hyppäykset tai romahdukset)
Kaikki nämä osoittavat yhteen keskeiseen ongelmaan: riittämätön esikäsittely, joka johtaa epätasaiseen hiiltymisen tehokkuuteen.
- Rasvanpoistoaineen pitoisuuden säännöllinen testaus
- Ultrahangellinen puhdistus (erittäin suositeltavaa)
- Pakollinen kuumavesipesu
- Säädelly kuivatuslämpötila
- "Vesikalvotesti" pinnan puhtauden varmentamiseksi
Käytä sopivia menetelmiä:
- Hiekkapuhallus (SA2.5-standardi suositeltava)
- Yhdistetty hapetus + neutralointi
- Mekaaninen hionta
- Laserin ruosteenpoisto (korkean tason ratkaisu)
Tavoite: Saavuttaa täysin metallipinta ilman jäljellä olevaa syvää hapettunutta kerrosta.
Kehittää yrityskohtaiset standarditoimet (SOP):
- Enintään X kappaletta kerroksessa
- Kielletään suorana hammas-hammas -kontakti
- Varmista esteetön uunikaasujen kiertäminen
- Pienet ja suuret hammaspyörät ladattava erikseen
- Käytä standardikiinnityslaitteita
Suositus:
- Standardit testimutkit (Ø20×20 mm)
- Samanaikainen uunilataus tuotantohammashihnojen kanssa
- Kovuus- ja metallografinen vertailu
- Dataohjattu tuotannon optimointi
Karbonointi on yksi tärkeimmistä hammashihnojen valmistusprosesseista, mutta siihen liittyvät "pienet, helposti huomaamattomat vaiheet" määrittävät todellisuudessa pinnoituksen laadun: Yksi pisara jäljelle jäänyttä öljyä, hieman hapettunutta kuorta, yksi tukkeutunut kohta tai väärä latauskulma – mikä tahansa näistä voi puolittaa koko erän hammashihnojen käyttöiän.
Muista: Karbonoinnin laatu alkaa paitsi kun uuni syttyy, vaan ennakkokäsittelyn valmistelusta. Oikeaan esikäsittelyyn panostaminen luo perustan hammashihnojen pitkäaikaiselle luotettavuudelle ja suorituskyvylle.
EN
AR
FI
NL
DA
CS
PT
PL
NO
KO
JA
IT
HI
EL
FR
DE
RO
RU
ES
SV
TL
IW
ID
SK
UK
VI
HU
TH
FA
MS
HA
KM
LO
NE
PA
YO
MY
KK
SI
KY
