Engranajeen karburazio tratamendu termikoa: indarra, iraunkortasuna eta errendimendua hobetzea

Potentzia transmisio sistema modernoetan, engranajeek muturreko baldintzetan funtzionatzea espero da: momentu handia, etengabeko biraketa, karga astunak, abiadura gorabeherak eta lan-ziklo luzeak. Aleaziozko altzairu tradizionalek, barne-gogortasun ona izan arren, askotan ezin dituzte aplikazio zorrotz horiek jasan gainazaleko akatsik, hortzen zuloak, marradurak, higadura eta nekearen pitzadurarik gabe. Erronka horiei aurre egiteko, tratamendu termikoa ezinbesteko urratsa bihurtzen da engranajeen fabrikazioan, eta metodo guztien artean,karburazioagainazala gogortzeko prozesu eraginkorrenetako bat bezala nabarmentzen da.

Karburazioa (karburazioa ere deitua) teknika metalurgiko bat da, non karbonoa sartzen den altzairuzko engranajeen gainazaleko geruzan tenperatura altuan. Tenplatu ondoren, gainazala karkasa martensitiko gogor bihurtzen da, nukleoak gogortasuna eta kolpeen erresistentzia mantentzen dituen bitartean. Konbinazio honek kanpotik gogorra eta barrutik gogorra da. Horregatik erabiltzen dira karburatutako engranajeak automobilen transmisioetan, industria-kaxetan, makineria astunetan, meatzaritzako ekipamenduetan, aeroespazialaren unitateetan eta robotikan.

Zer da karburazioa?

Karburazioa difusioan oinarritutako tratamendu termikoa da, normalean 880 °C eta 950 °C arteko tenperaturetan egiten dena. Prozesuan zehar, engranajeak karbonoan aberatsa den atmosferan berotzen dira. Karbono atomoak altzairuaren gainazaleko geruzan barreiatzen dira, eta horrek karbono edukia handitzen du. Behar den denboraz beratzen utzi ondoren, engranajeak azkar hozten dira gogortutako kaxa martensitiko bat osatzeko.

Karbonoaren sartzearen sakonerari kaxa-sakonera deritzo, eta tenperatura, euste-denbora eta karbono-potentziala aldatuz kontrola daiteke. Oro har, helburuko kaxa-sakonera 0,8 mm-tik 2,5 mm-ra bitartekoa da, aplikazioaren, engranajearen tamainaren eta beharrezko karga-ahalmenaren arabera.

Zergatik behar dute engranajeek karburazioa?

Karburatzeak ez du gogortasuna handitzea bakarrik helburu; nabarmen hobetzen du errendimendua benetako lan-baldintzetan. Abantaila nagusien artean daude:

1. Higadura-erresistentzia handia
   Gainazal gogortuak higadura urratzailea, zuloak, mikro-zimurdurak eta gainazaleko nekearen kalteak saihesten ditu.

2. Karga-ahalmen handiagoa
   Karburatutako engranajeek karga astunagoak eraman eta momentu handiagoa transmititu dezakete deformaziorik gabe.

3. Hortzen tolestura-indarra hobetua
   Nukleo harikor bigunak kolpeak eta inpaktuak xurgatzen ditu, hortzen haustura arriskua murriztuz.

4. Nekearen aurkako bizitza hobea
   Karburatutako engranajeek hamar milaka orduz funtziona dezakete ziklo handiko baldintzetan.

5. Marruskadura eta bero-sorkuntza murriztua
   Hortzen lotura leunagoak transmisio isilagoa eta energia-eraginkorragoa bermatzen du.

Abantaila hauek direla eta, karburazioa tratamendu termiko estandarra bihurtu daautomobilgintzaengranajeak, batez ereengranaje konikoak, engranaje helikoidalak, eraztun-engranajeak, engranaje diferentzialak eta transmisio-ardatzak.

Karburazio prozesua pausoz pauso

Karburazio prozesu oso batek hainbat etapa ditu, eta bakoitzak azken errendimenduan eragina du:

1. Aurrez berotzea eta austenizatzea

Engranajeak karburazio-tenperaturara berotzen dira, eta tenperatura horretan altzairua austenita bihurtzen da. Egitura honek karbonoa erraz barreiatzea ahalbidetzen du.

2. Karbonoaren Difusioa eta Kasuen Eraketa

Engranajeak karbonoan aberatsa den ingurune batean mantentzen dira (gasa, hutsa edo karburatzaile solidoa). Karbono atomoak barrurantz barreiatzen dira, hoztu ondoren gogortutako kaxa bat osatuz.

3. Itzaltzea

Hozte azkarrak karbono handiko gainazaleko geruza martensita bihurtzen du; oso gogorra eta higadurarekiko erresistentea.

4. Tenplatzea

Tenplatu ondoren, tenplatzea beharrezkoa da hauskortasuna murrizteko, gogortasuna hobetzeko eta mikroegitura egonkortzeko.

5. Azken Mekanizazioa / Artezketa

Bero-tratatutako engranajeei askotan akabera-artezketa edo lapekatzea jasaten zaie hortz-geometria zehatza, kontaktu-eredu leuna eta zarata-kontrol optimoa lortzeko.

Engranajeen karburazio motak

Hainbat karburazio-teknologia garatu dira, bakoitza abantaila bereziak dituelarik.

Horien artean,hutsean karburatzeagero eta nahiago da doitasun-engranajeetarako, bere kaxa-banaketa uniformea, ingurumena errespetatzen duelako eta distortsio txikia duelako.

Karburaziorako materialaren hautaketa

Ez dira altzairu guztiak karburatzeko modukoak. Material idealak karbono gutxiko aleazio-altzairuak dira, gogortasun ona eta nukleoaren gogortasun ona dutenak.

Karburizatzeko altzairu arruntak:

• 16MnCr5

• 20CrMnTi

• 8620 / 4320 Altzairua

• 18CrNiMo7-6

• SCM415 / SCM420

Altzairu hauek kareatze-gogortze sakona ahalbidetzen dute, nukleo sendo eta harikorra mantenduz; engranaje astunetarako aproposa.

Karburatutako engranajeen kalitate faktoreak

Errendimendu egonkorra lortzeko, hainbat faktore kritiko kontrolatu behar dira:

1. Gainazaleko karbono-kontzentrazioa

2. Kasuaren sakonera eraginkorra (ECD)

3. Austenita maila mantenduta

4. Distortsioa eta dimentsio-egonkortasuna

5. Gogortasunaren uniformetasuna (58–62 HRC gainazalean)

Karburazio-prozesu ondo kontrolatu batek engranajeak urteetan zehar fidagarritasunez funtzionatuko dutela bermatzen du, mantentze-lan minimoarekin.

Karburatutako engranajeen aplikazioak

Karburazioa oso erabilia da fidagarritasuna, zehaztasuna eta karga handiko erresistentzia ezinbestekoak diren industrietan:

• Automobilgintzako kaxa-kaxak eta diferentzial sistemak

• Traktorea, meatzaritza eta lan astuneko ekipamendua

• Robotika eta automatizazio engranajeak

• Haize-erroten engranaje-kaxak

• Aeroespazioko unitateak eta turbinen transmisioak

• Itsas propultsio sistemak

Engranajeek kolpeak, presioa eta epe luzeko biraketa-esfortzua jasan behar dituzten lekuetan, karburazioa da irtenbide fidagarriena.

Karburazio tratamendu termikoak altzairuzko engranaje arruntak errendimendu handiko osagai bihurtzen ditu, ingurune zorrotzak jasateko gai direnak. Prozesuak gainazala higaduraren eta nekearen aurka indartzen du, inpaktuarekiko erresistentziarako barne-nukleo gogorra mantenduz. Makineria potentzia-dentsitate eta eraginkortasun handiagoetarantz eboluzionatzen duen heinean, karburaziozko engranajeak funtsezko teknologia izaten jarraituko dute ingeniaritza modernoan eta potentzia-transmisio sistemetan.