1. Tipi di materiali degli ingranaggi

Acciaio

L'acciaio è il materiale più comunemente utilizzato inproduzione di ingranaggi Grazie alla sua eccellente resistenza, tenacità e resistenza all'usura, l'acciaio può essere classificato come:

• acciaio al carbonio: Contiene una moderata quantità di carbonio per aumentarne la resistenza pur mantenendo un prezzo accessibile. Comunemente utilizzato in applicazioni con carichi da bassi a medi.
• 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 buone proprietà di resistenza all'usura e di smorzamento delle vibrazioni, ma è fragile e non adatta ad applicazioni con carichi d'urto elevati.

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

Applicazioni: Riduttori per pompe, compressori e attrezzature agricole.

Ottone e bronzo

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

• Ingranaggi in bronzo: Utilizzato 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, attrezzature marine e piccoli dispositivi.

2. Processi di trattamento termico nella produzione di ingranaggi

Il trattamento termico è un processo fondamentale nella produzione di ingranaggi che ne migliora durezza, resistenza e resistenza all'usura. A seconda del materiale e dei requisiti applicativi, vengono applicati diversi trattamenti termici: cementazione, tempra a induzione, tempra a fiamma, nitrurazione, tempra, ecc.

2.1 Cementazione (Tempra cementizia)

La cementazione prevede l'introduzione di carbonio sulla superficie di ingranaggi in acciaio a basso tenore di carbonio. Dopo la cementazione, l'ingranaggio viene temprato per formare uno strato esterno duro, mantenendo al contempo la tenacità del nucleo.

• Processo:L'ingranaggio viene riscaldato in un ambiente ricco di carbonio, per poi essere temprato.
• Benefici: Elevata durezza superficiale con eccellente tenacità del nucleo.
• Applicazioni: Ingranaggi per autoveicoli, 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 bisogno di tempra.

• Processo:L'ingranaggio viene riscaldato in un'atmosfera ricca di azoto a temperature relativamente basse.
• Benefici: Nessuna distorsione durante il processo, il che lo rende 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 mediante bobine di induzione e poi sottoposte a tempra.

• Processo:I campi elettromagnetici ad alta frequenza riscaldano la superficie dell'ingranaggio, per poi raffreddarsi rapidamente.
• Benefici: Fornisce durezza dove necessario mantenendo la tenacità del nucleo.
• Applicazioni: Ingranaggi di grandi dimensioni utilizzati nei macchinari pesanti e nelle attrezzature minerarie.

2.4 Rinvenimento

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

• Processo:Gli ingranaggi vengono riscaldati a una temperatura moderata e poi raffreddati lentamente.
• Benefici: Migliora la tenacità e riduce il rischio di crepe.
• 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 metalliche vengono proiettate sulla superficie dell'ingranaggio per creare sollecitazioni di compressione.

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

La scelta 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 resistenza e versatilità, spesso abbinata acementazione or tempra a induzioneper una maggiore durata.Ghisaoffre un buon smorzamento delle vibrazioni,ottone e bronzosono ideali per applicazioni a basso attrito

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