1.Tipi di materiali per ingranaggi

Acciaio

L'acciaio è il materiale più comunemente usato inproduzione di ingranaggi grazie alla sua eccellente robustezza, tenacità e resistenza all'usura. Diversi tipi di acciaio includono:

• Acciaio al carbonio: Contiene una quantità moderata di carbonio per aumentare la resistenza pur rimanendo conveniente. Comunemente utilizzato in applicazioni a carico medio-basso.
• Acciaio legato: Miscelato con elementi come cromo, molibdeno e nichel per migliorare la resistenza alla corrosione, la durezza e la durata. Ideale per ingranaggi industriali pesanti.
• Acciaio inossidabile: Noto per la sua resistenza alla corrosione, che lo rende adatto ad ambienti esposti a umidità o sostanze chimiche. Comunemente presente nei macchinari per la lavorazione alimentare o farmaceutica.

Applicazioni: Macchinari industriali, trasmissioni automobilistiche, attrezzature pesanti.

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Ghisa

La ghisa offre una buona resistenza all'usura e proprietà di smorzamento delle vibrazioni, sebbene sia fragile e non adatta ad applicazioni con carichi di impatto elevati.

• Ghisa Grigia: Utilizzato per ingranaggi che richiedono riduzione delle vibrazioni e controllo del rumore.
• Ferro duttile: Ha una resistenza alla trazione migliore della ghisa grigia, adatta a carichi moderati.

Applicazioni: Riduttori per pompe, compressori e macchine agricole.

Ottone e Bronzo

Questi materiali garantiscono un basso attrito e una buona resistenza alla corrosione, rendendoli ideali per applicazioni specifiche. Offrono anche proprietà autolubrificanti, che riducono al minimo la necessità di lubrificazione esterna.

• Ingranaggi in bronzo: Utilizzati negli ingranaggi a vite senza fine per la loro eccellente resistenza all'usura.
• Ingranaggi in ottone: Leggero e resistente alla corrosione, utilizzato in piccole macchine e applicazioni marine.

Applicazioni: Ingranaggi a vite senza fine, equipaggiamento marittimo e piccoli dispositivi.

2.Processi di trattamento termico nella produzione di ingranaggi

Il trattamento termico è un processo vitale nella produzione di ingranaggi che migliora la durezza, la robustezza e la resistenza all'usura. Vengono applicati diversi trattamenti termici a seconda del materiale e dei requisiti applicativi, tempra ad induzione con carburazione, tempra con fiamma, nitrurazione, tempra, ecc.

2.1 Carburazione (tempra cementata)

La carburazione prevede l'introduzione di carbonio sulla superficie degli ingranaggi in acciaio a basso tenore di carbonio. Dopo la cementazione, l'ingranaggio viene raffreddato per formare uno strato esterno duro mantenendo un nucleo resistente.

• Processo: L'ingranaggio viene riscaldato in un ambiente ricco di carbonio, seguito da raffreddamento.
• Vantaggi: Elevata durezza superficiale con eccellente tenacità del nucleo.
• Applicazioni: Ingranaggi automobilistici, macchinari industriali, attrezzature minerarie.

2.2 Nitrurazione

La nitrurazione introduce azoto sulla superficie dell'acciaio legato, creando uno strato duro e resistente all'usura senza necessità di tempra.

• Processo: L'ingranaggio viene riscaldato in un'atmosfera ricca di azoto a temperature relativamente basse.
• Vantaggi: Nessuna distorsione durante il processo, rendendolo ideale per ingranaggi di precisione.
• Applicazioni: Ingranaggi aerospaziali, componenti automobilistici ad alte prestazioni e macchinari di precisione.

2.3 Tempra ad induzione

La tempra a induzione è un trattamento termico localizzato in cui aree specifiche dell'ingranaggio vengono riscaldate rapidamente utilizzando bobine di induzione e quindi temprate.

• Processo: I campi elettromagnetici ad alta frequenza riscaldano la superficie dell'ingranaggio, seguito da un rapido raffreddamento.
• Vantaggi: Fornisce durezza dove necessario mantenendo la tenacità del nucleo.
• Applicazioni: Ingranaggi di grandi dimensioni utilizzati in macchinari pesanti e attrezzature minerarie.

2.4 Tempra

Il rinvenimento viene eseguito dopo la tempra per ridurre la fragilità degli ingranaggi temprati e alleviare le tensioni interne.

• Processo: Gli ingranaggi vengono riscaldati ad una temperatura moderata e poi raffreddati lentamente.
• Vantaggi: Migliora la tenacità e riduce la possibilità di fessurazioni.
• Applicazioni: Ingranaggi che richiedono un equilibrio tra resistenza e duttilità.

2.5 Pallinatura

La pallinatura è un processo di trattamento superficiale che aumenta la resistenza a fatica degli ingranaggi. In questo processo, piccole sfere di metallo vengono sabbiate sulla superficie dell'ingranaggio per creare sollecitazioni di compressione.

• Processo: Perline o pallini d'acciaio vengono sparati ad alta velocità sulla superficie dell'ingranaggio.
• Vantaggi: Migliora la resistenza alla fatica e riduce il rischio di crepe.
• Applicazioni: Ingranaggi utilizzati nelle applicazioni aerospaziali e automobilistiche.

La selezione del materiale giusto per gli ingranaggi e l'applicazione del trattamento termico appropriato sono passaggi essenziali per garantire che gli ingranaggi funzionino in modo efficiente in diverse condizioni.Acciaiorimane la scelta migliore per gli ingranaggi industriali, grazie alla sua robustezza e versatilità, spesso abbinata acarburazione or tempra ad induzioneper una maggiore durata.Ghisaoffre un buon smorzamento delle vibrazioni,ottone e bronzosono ideali per applicazioni a basso attrito

Trattamenti termici comenitrurazione, tempera, Epallinaturamigliorare ulteriormente le prestazioni degli ingranaggi migliorando la durezza, riducendo l'usura e aumentando la resistenza alla fatica. Comprendendo le proprietà dei diversi materiali e dei trattamenti termici, i produttori possono ottimizzare la progettazione degli ingranaggi per soddisfare le esigenze specifiche di vari settori.