Nawęglanie a azotowanie dla trwałości przekładni. Która obróbka cieplna zapewnia lepszą wydajność?

Utwardzanie powierzchniowe jest jednym z najważniejszych czynników decydujących o trwałości i wydajności kół zębatych. Niezależnie od tego, czy pracują one w przekładniach pojazdów, maszynach przemysłowych, reduktorach górniczych, czy sprężarkach wysokoobrotowych, wytrzymałość powierzchniowa zębów kół zębatych bezpośrednio wpływa na nośność, odporność na zużycie, stabilność odkształceń i hałas podczas długotrwałej eksploatacji. Wśród wielu opcji obróbki cieplnej,nawęglanieIazotowaniepozostają dwoma najczęściej wybieranymi procesami ulepszania powierzchni w nowoczesnej produkcji kół zębatych.

Belon Gear, profesjonalny producent przekładni OEM, stosuje technologie nawęglania i azotowania, aby zoptymalizować żywotność, twardość powierzchni i wytrzymałość zmęczeniową w zależności od wymagań danego zastosowania. Zrozumienie tych różnic pozwala inżynierom i nabywcom wybrać najodpowiedniejszą metodę hartowania w rzeczywistych warunkach pracy.

Czym jest nawęglanie?

Nawęglanie to termochemiczny proces dyfuzji, w którym koła zębate są nagrzewane w atmosferze bogatej w węgiel, co umożliwia atomom węgla wnikanie w powierzchnię stali. Następnie koła zębate są schładzane w celu uzyskania wysokiej twardości powłoki zewnętrznej przy jednoczesnym zachowaniu wytrzymałej i ciągliwej struktury rdzenia.

Po obróbce nawęglane koła zębate osiągają zazwyczaj twardość powierzchniową HRC 58–63 (ok. 700–800+ HV). Twardość rdzenia pozostaje niższa – około 30–45 HRC, w zależności od materiału zapewniającego wysoką odporność na uderzenia i wytrzymałość zmęczeniową na zginanie. Dzięki temu nawęglanie jest szczególnie odpowiednie w środowiskach o wysokim momencie obrotowym, dużych obciążeniach udarowych i zmiennych udarach.

Główne zalety kół zębatych nawęglanych:

• Wysoka odporność na zużycie i doskonała udarność

• Gruba, głęboka obudowa odpowiednia do średnich i dużych przekładni

• Duża wytrzymałość na zmęczenie przy zginaniu w przypadku przenoszenia dużych obciążeń

• Większa stabilność przy wahaniach lub nagłym momencie obrotowym

• Typowe dla przekładni głównych w samochodach,górnictwoskrzynie biegów, przekładnie do maszyn ciężkich

Nawęglanie jest często wybieraną opcją w przypadku kół zębatych pracujących pod dużym obciążeniem mechanicznym.

Czym jest azotowanie?

Azotowanie to proces dyfuzyjny w niższej temperaturze, w którym azot wnika w powierzchnię stali, tworząc odporną na zużycie warstwę kompozytową. W przeciwieństwie do nawęglania, azotowanie…nie wymaga hartowania, co znacząco zmniejsza ryzyko zniekształceń i pozwala zachować dokładność wymiarową komponentów.

Koła zębate azotowane zazwyczaj osiągająwyższa twardość powierzchni niż w przypadku kół zębatych nawęglanych — typowo HRC 60–70 (900–1200 HV w zależności od gatunku stali)Ponieważ rdzeń nie jest hartowany, twardość wewnętrzna pozostaje bliska pierwotnemu poziomowi materiału, co zapewnia przewidywalną stabilność odkształceń i doskonałą precyzję.

Zalety kół zębatych azotowanych:

• Bardzo wysoka twardość powierzchni (wyższa niż w przypadku nawęglania)

• Bardzo niskie odkształcenia — idealne do części o wąskiej tolerancji

• Doskonała odporność na zużycie i zmęczenie kontaktowe

• Poprawiona odporność na korozję i zużycie cierne

• Doskonale nadaje się do przekładni o drobnym skoku, stopni planetarnych i napędów szybkoobrotowych

Azotowanie jest często preferowane w przypadku pracy w cichych warunkach, przy wysokich obrotach i precyzyjnej kontroli.

Nawęglanie a azotowanie — porównanie głębokości, twardości i wydajności

Oba poprawiają trwałość, ale różnią się rozkładem twardości i zachowaniem pod względem odkształceń.

Nawęglanie =głęboka wytrzymałość + tolerancja na uderzenia
Azotowanie =ultratwarda powierzchnia + precyzyjna stabilność

Jak wybrać odpowiednią obróbkę do swojego koła zębatego

Dobór musi być dokonany na podstawie obciążenia, smarowania, prędkości, projektowanej żywotności i wymagań dotyczących redukcji hałasu.

Belon Gear — profesjonalna obróbka cieplna przekładni i produkcja OEM

Firma Belon Gear produkuje koła zębate na zamówienie, wykorzystując metale nawęglane lub azotowane, zgodnie z wymaganiami inżynieryjnymi. Nasz zakres kontroli twardości materiałów, kontrola metalurgiczna i obróbka CNC zapewniają stabilność w zastosowaniach wymagających dużej wytrzymałości.

Dostarczamy:

• Koła zębate walcowe, śrubowe i wewnętrzne

• Stożki stożkowe spiralne i stożkowe

• Przekładnie ślimakowe, przekładnie planetarne i wały

• Dostosowane elementy przekładni

Każda przekładnia została zaprojektowana z uwzględnieniem optymalnego rozkładu twardości i wytrzymałości powierzchni, aby maksymalnie wydłużyć okres eksploatacji.

Wniosek

Zarówno nawęglanie, jak i azotowanie znacząco zwiększają trwałość przekładni, ale ich korzyści są różne.

• Nawęglaniezapewnia solidną obudowę i odporność na uderzenia, co czyni ją idealną do przenoszenia dużych mocy.

• Azotowaniezapewnia większą twardość powierzchni przy minimalnych zniekształceniach, co jest idealne do precyzyjnego i szybkiego ruchu.

Belon Gear pomaga klientom ocenić nośność, naprężenia robocze, zakres twardości i tolerancję wymiarową w celu doboru najodpowiedniejszej obróbki dla każdego projektu przekładni.