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Acciaio per ingranaggi CV58Z +QT

Campo di applicazione

Per ruote dentate sottoposte a sollecitazioni elevate che presentino una durezza superficiale sufficiente sui fianchi dei denti, una notevole resistenza alla tensione in considerazione degli sforzi alla base dei denti e una buona resistenza agli urti per la protezione da tale tipo di sollecitazione. Le ruote dentate realizzate in CV58Z si distinguono anche per un'elevata resistenza all'usura e non presentano tendenza alla formazione di vaiolatura (pitting). Questo tipo di acciaio è adatto anche per altri componenti, come camme a disco ecc.

Descrizione

Normalmente, i componenti con i requisiti descritti sono realizzati in acciaio da cementazione. Per motivi di tipo economico vengono impiegati anche acciai da bonifica flammati o temprati induttivamente: in questo caso i fianchi dei denti vengono riscaldati e temprati nel processo di avanzamento. Questo tipo di tempra dà però ottimi risultati solo con ruote dentate cilindriche con moduli >6. La tempra con questo metodo di ruote coniche o di range inferiori al modulo 6 non dà tuttavia risultati soddisfacenti.
A partire da questa constatazione è stato sviluppato il processo di tempra su tavola rotante, che consente di ottenere ottimi risultati anche in questo settore. Presupposto di tale processo, tuttavia, era lo sviluppo di un acciaio che presentasse un'elevata durezza superficiale e al tempo stesso sufficienti proprietà di deformazione elastica per poter sopportare elasticamente le sollecitazioni di urto, che si verificano sempre durante l'esercizio.

Proprietà

Si tratta di un acciaio temprabile in olio e destinato appositamente alla tempra su tavola rotante. Per questo motivo, in linea di principio esso non può essere utilizzato in altri processi simili, qualora venga utilizzata acqua per il raffreddamento rapido.

L'acciaio presenta la seguente composizione media:
C            Mn         Cr          Mo          V            
0.60 %   0,90 %  1,00 %   0,20 %   0,07 %

Per garantire il raggiungimento di proprietà dell'acciaio costanti, presupposte per il processo di tempra su tavola rotante, sono necessari il rispetto di particolari condizioni metallurgiche e l'introduzione di procedure di prova adatte.

CV 58 Z viene fornito ricotto oppure bonificato.

Qualità di resistenza allo stato di consegna


Ricotto su cementite granulare bonificato:

Limite elasticità Rp min MpaResistenza alla trazione Rm min MPAAllungamento alla rottura A5 min %Durezza ca. HBStrizione alla rottura
Min %
490690-84014max 21750

Resistenze maggiori sono possibili ma non indicate per motivi di tecnologia di lavorazione. Non sono nemmeno necessarie, dato che nella tempra su tavola rotante si raggiunge comunque una resistenza di ca. 1470 N/mm2 alla base del dente. Alcune avvertenze sulle condizioni di trattamento prima della tempra su tavola rotante: in linea di principio si dovrebbe scegliere di eseguire una bonifica nel caso di ruote di dimensioni ridotte, con un diametro esterno fino a ca. 200 mm, e nel caso in cui la foratura debba essere realizzata mediante brocciatura (profilo di sedi per chiavetta) oppure che i denti vengano ricavati mediante piallatura. La deformazione di tempra è così limitata e l'efficacia della tempra, valutata in 62 – 64 HRC, è maggiore di circa 2 – 3 unità HRC. In tutti gli altri casi può essere impiegato materiale ricotto, dato che, nel caso di ruote di dimensioni maggiori, il tempo di trattamento termico (tempo di riscaldamento e tempo di mantenimento) è comunque sufficiente per garantire risultati di tempra perfetti.

Termoformatura e trattamento termico

 

Bonifica
Fucinatura
°C
Ricottura su cementite granulare
°C
Normalizzazione
°C
Tempra
°C
Rinvenimento
°C
8050 - 1050710 – 740*850 - 880830 - 850180 - 210


*) con seguente raffreddamento in forno fino a 600 °C

Nel caso del CV 58 Z l'omogeneità dell'acciaio, necessaria per assicurare risultati riproducibili, viene garantita da una fusione speciale e da un accurato trattamento termico.

Deformazione di tempra

La deformazione di tempra viene accertata nella pratica in base alla misurazione della modifica dell'angolo di pressione e di quella della differenza di passo prima e dopo la tempra. Il risultato di tali verifiche mostra, nel confronto con l'acciaio 16 MnCr 5, che la deformazione di tempra del CV 58 Z è in media inferiore del 45 ovvero 30 % rispetto al 16 MnCr 5.

Gamma di prodotti di Stahl-Contor nel Centro servizi di Embrach

 

Numero di materialeDenominazioneStato alla consegnaDimensioni da magazzinoTipiche applicazioni
1.7792CV58Z+QTda 30mm a 450mmRuote dentate sottoposte a elevate sollecitazioni, camme a disco ecc.

Tempra su tavola rotante

Con l'indurimento dell'intera superficie su tavola rotante, detto anche tempra su tavola rotante, è possibile temprare le superfici di solidi di rotazione. Questo processo è in linea di principio uguale all'indurimento dell'intera superficie, con la differenza che, durante la procedura di riscaldamento e quella di raffreddamento, il pezzo ruota. In questo processo, il pezzo grezzo da cui ricavare la ruota dentata, ricotto o preliminarmente bonificato, viene riscaldato localmente e quindi rinvenuto in olio. Obiettivi: elevata durezza superficiale (resistenza all'usura), elevata resistenza alla tensione, buona resistenza agli urti.

Zone di penetrazione di tempra

Condizioni di tempra caratteristiche di una ruota dentata di modulo 1,5 temprata su tavola rotante ovvero indurita per cementazione.

Con l'acciaio di cementazione 16 MnCr 5 si distinguono chiaramente due zone con strutture diverse: lo strato di cementazione duro e il nucleo rimasto dolce. Con il CV 58 Z si possono distinguere altrettanto chiaramente la struttura praticamente indurita mediante tempra a cuore del dente vero e proprio e il graduale passaggio alla struttura dolce della corona dentata.

             CV58Z temprato su tavola rotante   16MnCr5 indurito per cementazione