Suurtaajuussammutus on pinnan karkaisuprosessi, jossa sähkömagneettista induktiota käytetään hammaspyörän pinnan nopeaan lämmittämiseen kriittiseen lämpötilaansa (tyypillisesti 800–950 °C), minkä jälkeen se sammutetaan välittömästi vedessä tai öljyssä. Tämä johtaa martensiittiseen karkaistuun kerrokseen, joka parantaa merkittävästi pinnan kovuutta ja kulutuskestävyyttä vaarantamatta hammaspyörän ytimen sitkeyttä. Teollisuuden vaatiessa parempaa suorituskykyä kompakteissa ja suuren vääntömomentin sovelluksissa, suurtaajuussammutetuista hammaspyöristä on tullut välttämättömiä autoteollisuudessa, kaivosteollisuudessa, energiateollisuudessa ja tarkkuuslaitteissa.

Keskeiset suorituskykyedut

1. Erittäin korkea pintakovuus ja kulutuskestävyys
Hammaspyörän hampaan pintaa nopeasti kuumentamalla ja sammuttamalla muodostuu karkaistu martensiittinen kerros, jonka kovuus on HRC 55–62 (yleisesti nähtävissä 40Cr- tai 42CrMo-teräksessä).

• Kulumiskestävyys paranee yli 50 %

• Pinnan kuluminen on vain 30–50 % verrattuna perinteisiin käsittelemättömiin vaihteisiin

• Ihanteellinen korkean kitkan ympäristöihin, kuten raskaisiin vaihteistoihin ja kaivoskoneisiin

2. Korkea väsymislujuus
Sammutusprosessi aiheuttaa puristusjännitystä kovettuneeseen kerrokseen, mikä estää pintahalkeamien syntymistä ja kasvua.

• Väsymysraja nousee 20–30 %

• Esimerkiksi 42CrMo:sta valmistetut tuuliturbiinin pääakselin hammaspyörät voivat saavuttaa 20 vuoden käyttöiän.

3. Ytimen sitkeys säilyy
Vain ulkokerros on karkaistu (yleensä 0,2–5 mm), kun taas ydin pysyy sitkeänä ja iskunkestävänä.

• Tämä kaksoisominaisuus varmistaa sekä pinnan kestävyyden että murtumiskestävyyden iskukuormien alla

• Käytetään laajalti autojen akselivaihteissa ja iskukuormitetuissa komponenteissa

Prosessinhallinnan edut

1. Tarkka paikallinen karkaisu
Prosessi voi kohdistua yksittäisiin hampaisiin tai tiettyihin alueisiin hammaspyörän pinnalla, joten se soveltuu monimutkaisille profiileille, kuten planeettavaihteille ja epästandardimuotoisille vaihteille.

• Karkaistun syvyyden voi säätää taajuuden, tehon ja ajan avulla.

• Mahdollistaa sovelluskohtaisen käsittelyn minimaalisella muodonmuutoksella

2. Korkea hyötysuhde ja energiansäästö
Koko prosessi kestää vain muutamasta sekunnista kymmeniin sekunteihin, mikä vähentää energiankulutusta 30 % perinteisiin menetelmiin verrattuna.

• Yhteensopiva robottikäsittelyä käyttävien automatisoitujen tuotantolinjojen kanssa

• Sopii hyvin laajamittaiseen valmistukseen

3. Alhainen muodonmuutos
Paikallinen ja nopea lämmitys minimoi lämpömuodonmuutoksen.

• Pyöreyspoikkeamaa voidaan säätää ≤0,01 mm:n sisällä tarkkuusvaihteilla (esim. CNC-karavaihteilla)

• Vaikka lasersammutus vähentää muodonmuutoksia entisestään, suurtaajuussammutus on kustannustehokkaampaa ja tarjoaa suuremman syvyysjoustavuuden

Materiaali- ja kustannustehokkuus

1. Laaja materiaalien yhteensopivuus
Soveltuu keski- ja runsashiilisten terästen sekä seosterästen, joiden hiilipitoisuus on ≥0,35 %, kuten S45C, 40Cr ja 42CrMo, hiontaan.

• Tukee laajaa valikoimaa teollisuusvaihteistojen sovelluksia

2. Erinomainen kustannus-laatusuhde
Korkeataajuinen sammutus mahdollistaa taloudellisempien materiaalien käytön (esim. 40CrNiMoA:n korvaamisen), mikä vähentää materiaalikustannuksia 20–30 %.

• Vähemmän jälkikäsittelyn koneistusta tarvitaan

• Lyhyemmät tuotantosyklit parantavat valmistuksen kokonaistehokkuutta

Tyypilliset sovellukset

Korkeataajuisesti sammutettuja hammaspyöriä käytetään laajalti useilla teollisuudenaloilla niiden erinomaisen pinnan kovuuden, kulutuskestävyyden ja väsymislujuuden ansiosta.autoteollisuusNiitä käytetään 40Cr-teräksestä valmistetuissa vaihteistovaihteistoissa, joiden käyttöikä on jopa 150 000 kilometriä, sekä tehokkaissa moottorien kampiakseleissa.raskaskoneetNäitä hammaspyöriä käytetään kaivosmurskainten akseleissa, joiden pinnan kovuus saavuttaa HRC 52:n ja taivutusväsymislujuus ylittää 450 MPa.

In tarkkuuslaitteet, kuten CNC-työstökoneissa, 42CrMo:sta valmistetut karan hammaspyörät voivat toimia yli 5 000 tuntia ilman muodonmuutoksia. Ne ovat myös keskeisiä komponentteja tuuliturbiinien pääakseleissa, joissa luotettavuus ja pitkäikäisyys ovat ratkaisevan tärkeitä. Aloillarautatieliikenne ja robotiikka, suurtaajuussammutusmenetelmää käytetään parantamaan vaihteistojärjestelmiä suurnopeusjunissa ja roboteissa sekä vahvistamaan planeettarullaruiskujärjestelmiä

Tulevaisuudennäkymät

Karkaistun pinnan ja kovan ytimen yhdistelmän ansiosta suurtaajuuskarkaistut hammaspyörät ovat korvaamattomia suuren kuormituksen, suuren nopeuden ja suuren tarkkuuden sovelluksissa. Prosessin joustavuuden, minimaalisen muodonmuutoksen ja kustannustehokkuuden ansiosta ne ovat edelleen ensisijainen ratkaisu autoteollisuudessa, energialaitteissa ja tarkkuuskoneiden aloilla.

Tuleva kehitys keskittyy seuraaviin aiheisiin:

• Digitaalisten ohjainten integrointi prosessin tarkkuuden optimoimiseksi entisestään

• Lyhyiden prosessien ja ympäristöystävällisten menetelmien edistäminen energiankulutuksen ja päästöjen vähentämiseksi