Kõrgsageduslik karastamine on pinna karastamise protsess, mille käigus elektromagnetilise induktsiooni abil kuumutatakse hammasratta pind kiiresti kriitilise temperatuurini (tavaliselt 800–950 °C), millele järgneb kohene karastamine vees või õlis. Selle tulemuseks on martensiitselt karastatud kiht, mis suurendab oluliselt pinna kõvadust ja kulumiskindlust, ilma et see kahjustaks hammasratta südamiku tugevust. Kuna tööstusharud nõuavad kompaktsetes ja suure pöördemomendiga rakendustes suuremat jõudlust, on kõrgsageduslikult karastatud hammasrattad muutunud hädavajalikuks autotööstuses, kaevanduses, energeetikas ja täppisseadmetes.

Peamised jõudluse eelised

1. Ülikõrge pinna kõvadus ja kulumiskindlus
Hammasratta hambapinna kiirel kuumutamisel ja karastamise teel moodustub karastatud martensiitne kiht kõvadusega HRC 55–62 (tavaliselt esineb 40Cr või 42CrMo terase puhul).

• Kulumiskindlus paraneb üle 50%

• Pinna kulumine on tavapäraste töötlemata hammasratastega võrreldes vaid 30–50%

• Ideaalne suure hõõrdumisega keskkondadesse, näiteks raskeveokite käigukastidesse ja kaevandusmasinatesse

2. Suur väsimustugevus
Karastamisprotsess tekitab kõvastunud kihis survejääkpingeid, mis pärsivad pinnapragude teket ja kasvu.

• Väsimuspiir suureneb 20–30%

• Näiteks 42CrMo-st valmistatud tuuleturbiini peavõlli hammasrattad võivad saavutada 20-aastase kasutusea.

3. Säilib südamiku vastupidavus
Ainult välimine kiht on karastatud (tavaliselt 0,2–5 mm), samas kui südamik jääb plastseks ja löögikindlaks.

• See kahekordne omadus tagab nii pinna vastupidavuse kui ka purunemiskindluse löögikoormuste korral

• Laialdaselt kasutatav autode teljeülekannetes ja löökkoormusega komponentides

Protsessi juhtimise eelised

1. Täpne lokaliseeritud karastamine
Protsess võib olla suunatud üksikute hammaste või hammasratta pinna konkreetsete piirkondade töötlemisele, mistõttu see sobib keerukate profiilide, näiteks planetaarülekannete ja mittestandardsete kujude töötlemiseks.

• Karastatud sügavust saab reguleerida sageduse, võimsuse ja aja abil

• Võimaldab rakendusepõhist töötlemist minimaalse deformatsiooniga

2. Suur efektiivsus ja energiasääst
Kogu protsess võtab aega vaid mõnest sekundist kuni kümnete sekunditeni, vähendades energiatarbimist traditsiooniliste meetoditega võrreldes 30%.

• Ühildub robotkäitlust kasutavate automatiseeritud tootmisliinidega

• Sobib hästi suuremahuliseks tootmiseks

3. Madal deformatsioon
Lokaliseeritud ja kiire kuumutamine minimeerib termilist moonutust.

• Täppisülekannete (nt CNC-spindliülekannete) ümaruse hälvet saab reguleerida ≤0,01 mm piires.

• Kuigi laserkarastamine pakub veelgi vähem deformatsiooni, on kõrgsageduslik karastamine kulutõhusam ja pakub suuremat sügavuspaindlikkust

Materjali- ja kulutõhusus

1. Lai materjalide ühilduvus
Kohaldatav keskmise ja kõrge süsinikusisaldusega terastele ning legeerterastele süsinikusisaldusega ≥0,35%, näiteks S45C, 40Cr ja 42CrMo.

• Toetab laia valikut tööstuslike käigukastide rakendusi

2. Suurepärane kulude ja kvaliteedi suhe
Kõrgsageduslik karastamine võimaldab kasutada säästlikumaid materjale (nt asendades 40CrNiMoA), vähendades materjalikulusid 20–30%.

• Vaja on vähem järeltöötlust

• Lühemad tootmistsüklid parandavad üldist tootmise efektiivsust

Tüüpilised rakendused

Kõrgsageduslikult karastatud hammasrattaid kasutatakse laialdaselt paljudes tööstusharudes tänu nende suurepärasele pinna kõvadusele, kulumiskindlusele ja väsimustugevusele.autotööstus, neid kasutatakse 40Cr terasest käigukastides, mis on võimelised vastu pidama kuni 150 000 kilomeetrit, samuti suure jõudlusega mootorite väntvõllides.rasketehnika, neid hammasrattaid kasutatakse kaevanduspurusti võllides, mille pinna kõvadus ulatub HRC 52-ni ja paindeväsimustugevus ületab 450 MPa.

In täppisseadmedNäiteks CNC-tööpinkides võivad 42CrMo-st valmistatud spindlihammasrattad töötada üle 5000 tunni ilma deformatsioonita. Need on ka tuuleturbiinide peavõllide võtmekomponendid, kus töökindlus ja pikaealisus on üliolulised. Valdkondadesraudteetransport ja robootika, kõrgsageduslikku karastamist kasutatakse kiirrongide ja robotite käigukastisüsteemide täiustamiseks, samuti planetaarsete rullkruvisüsteemide tugevdamiseks

Tulevikuväljavaated

Tänu karastatud pinna ja tugeva südamiku kombinatsioonile on kõrgsageduslikult karastatud hammasrattad asendamatud suure koormuse, suure kiiruse ja suure täpsusega rakendustes. Tänu protsessi paindlikkusele, minimaalsele moonutusele ja kulutõhususele on see endiselt eelistatud lahendus autotööstuses, energeetikaseadmetes ja täppismasinate sektorites.

Edasised arengud keskenduvad järgmisele:

• Digitaalsete juhtimisseadmete integreerimine protsessi täpsuse edasiseks optimeerimiseks

• Lühikeste protsesside ja keskkonnasõbralike meetodite edendamine energiatarbimise ja heitkoguste vähendamiseks