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      Distortion of Gears and Sliding Sleeves for Truck Gear Boxes – a Systematical Analysis of Different Heat Treatment Concepts Translated title: Verzug von Zahnrädern und Schiebemuffen für Lastwagengetriebe – eine systematische Analyse verschiedener Konzepte der Wärmebehandlung

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          Abstract

          A systematical approach regarding different distortion potentials in the process chain describes the influence on dimensional and shape changes of gears and sliding sleeves after case-hardening, like part geometry, cold and hot forming of blanks, carburizing concept and temperature profile, oil and gas quenching, as well as individual press and batch hardening. The results show an excellent potential of the new SyncroTherm® concept compared to the conventional case-hardening process for gears and sliding sleeves. Stable distortion characteristics even at elevated temperatures and without decreasing to hardening temperature as well as a good performance after two-dimensional batch quenching instead of the much more expensive individual press quenching were found in this study. Very sensitive part geometries are still a challenge. A clear limitation was found when processing cold formed blanks without annealing before soft machining.

          Kurzfassung

          In einer systematischen Untersuchung zum Verzugsverhalten von Zahnrädern und Schiebemuffen im Fertigungsprozess wurde der Einfluss unterschiedlicher Potenzialträger auf die Maß- und Formänderungen analysiert. Diese sind u. a. die Bauteilgeometrie, die Kalt- bzw. Warmumformung der Rohlinge, unterschiedliche Wärmebehandlungskonzepte, deren Temperatur-Zeit-Profile, das Abschrecken in Öl oder im Gas sowie die Wärmebehandlung in Chargen oder einzeln beim Fixturhärten. Die Untersuchungen zeigen ein vielversprechendes Potenzial des SyncroTherm®-Konzepts im Vergleich zum konventionellen Einsatzhärten von Rädern und Schiebemuffen. Zu den wichtigsten Erkenntnissen zählen das stabile Verzugsverhalten der mit SyncroTherm® wärmebehandelten Bauteile, auch bei hohen Aufkohlungstemperaturen ohne ein vorhergehendes Absenken der Temperatur auf Härtetemperatur vor dem Abschrecken, sowie positive Verzugsergebnisse nach dem Wärmebehandeln in einlagiger Chargierung als Ersatz für das kostenintensivere Fixturhärten. Festzustellen ist aber auch, dass Bauteile mit sehr empfindlicher Geometrie weiterhin eine Herausforderung hinsichtlich des Verzugs darstellen. Als Grenze für das einlagige Chargenhärten mit dem SyncroTherm®-Konzept konnte das Einsatzhärten von verzugsempfindlichen Schiebemuffen festgestellt werden, die aus kalt ringgewalzten und nicht geglühten Rohlingen gefertigt werden.

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          Maß- und Formänderungen infolge Wärmebehandlung von Stählen

           K. Heeß (2007)
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            Distortion Engineering – Interim results after one decade research within the Collaborative Research Center

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              Einsatzhärten im Fertigungstakt∗

               V B Heuer (corresponding) ,  K Loser,  F. Schmitt (2013)
              Kurzfassung Um die geforderten Festigkeitseigenschaften von Getriebekomponenten sicherzustellen, müssen diese in vielen Fällen einsatzgehärtet werden. Dies wird traditionell in den Zentralhärtereien der Betriebe durchgeführt. Aus der räumlichen Trennung zwischen Fertigungslinie und Wärmebehandlung resultiert jedoch ein enormer logistischer Aufwand. Daher wird seit vielen Jahren nach Möglichkeiten gesucht, die Wärmebehandlung in die mechanische Fertigungslinie zu integrieren. Durch den Einsatz neuer Wärmebehandlungstechnologien, wie der Niederdruckaufkohlung mit Hochdruck-Gasabschreckung, ist es inzwischen möglich, die Wärmebehandlung zumindest in räumlicher Nähe der Fertigung durchzuführen. Um zukünftig die Wärmebehandlung direkt in den Fertigungsfluss zu integrieren und mit ihm zu synchronisieren, wurde ein neues Wärmebehandlungsmodul entwickelt. Gemäß der Fertigungsphilosophie “One Piece Flow” werden die Bauteile in diesem Wärmebehandlungsmodul einzeln von der Grünbearbeitung der Wärmebehandlung zugeführt, im Takt der Weichbearbeitung wärmebehandelt (synchrone Wärmebehandlung) und dann einzeln von der Wärmebehandlung an die Hartbearbeitung übergeben. Die für diese Technologie notwendigen werkstofftechnischen, prozesstechnischen und anlagentechnischen Innovationen werden vorgestellt. Zudem wird anhand von Beispielen gezeigt, welche Bauteilqualitäten mithilfe des neuen Wärmebehandlungsmoduls erzielt werden. Dabei wird besonderes Augenmerk auf die erzielten Härteprofile, die Aufkohlungsgleichmäßigkeit sowie auf die Maß- und Formänderungen gelegt.
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                Author and article information

                Journal
                htme
                HTM Journal of Heat Treatment and Materials
                Carl Hanser Verlag
                1867-2493
                2194-1831
                15 April 2016
                : 71
                : 2
                : 90-98
                Affiliations
                1 ZF Friedrichshafen AG, Alfred-Colsman-Platz 1, 88046 Friedrichshafen
                2 ALD Vacuum Technologies GmbH, Hanau
                Author notes
                3 Andreas.Schueler@ 123456zf.com (Corresponding author/Kontakt)
                Article
                HT110285
                10.3139/105.110285
                © 2016, Carl Hanser Verlag, München
                Page count
                References: 6, Pages: 9
                Product
                Self URI (journal page): http://www.hanser-elibrary.com/loi/htme
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                Fachbeiträge/Technical Contributions

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