Systematische Untersuchung verschiedener Einflussgrossen auf die Mass- und Formanderungen von einsatzgeharteten Stirnradern - Teil 1: Grundkorperverzug

摘要

Hoch belastete Zahnrader werden ublicherweise warmebehandelt, um den betriebsbedingten Belastungen zu widerstehen. Im Zusammenhang mit Bauteilen des Antriebstrangs, insbesondere Zahnradern, wird haufig das Verfahren des Einsatzhartens eingesetzt. Dabei werden verschiedene Verzuge beobachtet, deren Untersuchung im Folgenden dargestellt wird. Als Probekorper dienten schragverzahnte Kleinmodulige Stirnrader. Die Einsatzhartung wurde in einer Zwei-Kammer-Vakuumanalage vom Typ IPSEN RVTC 224 mittels Niederdruckaufkohlen und Hochdruckgasabschreckung durchgefuhrt. Die Untersuchungen wurden durch die Anwendung von Design-of-Experiments (DoE)-Methoden unterstutzend begleitet. Bezuglich ihres Einflusses auf den Verzug der Zahnrader standen die drei aufeinanderfolgenden Warmebehandlungsschritte Erwarmen, Aufkohlen und Abschrecken im Fokus der Untersuchungen. Die in den Untersuchungen des Erwarmprozesses variierten Parameter sind der Chargenaufbau, der Warmeubergangsmechanismus sowie die Temperatur der ersten Haltestufe fur den Temperaturausgleich in der Charge. Die in der Aufkohlung variierten Grossen sind die Aufkohlungstiefe und der Randkohlenstoffgehalt sowie die Atmosphare wahrend der Diffusions- und Haltephasen. Das Abschrecken wurde nicht variiert. Die Anderung der Mass- und Formabweichungen durch die Warmebehandlung wurde durch 3-D-Koordinatenmessung des Grundkorpers und der Verzahnung vor und nach der Warmebehandlung ermittelt. Die Einflusse der untersuchten Parameter auf die Mass- und Formanderungen der Zahnrader wurden durch eine Varianzanalyse der Versuchsergebnisse statistisch bewertet und die Signifikanz verifiziert.