Induktionshärtung

Tragfähigkeit und Festigkeitseigenschaften induktionsgehärteter Zahnräder  

Durch das Randschichthärteverfahren Induktionshärten kann die Beanspruchbarkeit von Zahnrädern gegenüber dem vergüteten Ausgangszustand, bedeutend gesteigert werden. Allerdings werden die Tragfähigkeiten induktiv gehärteter Zahnräder nach den gängigen Normen derzeit immer noch deutlich unterhalb der Tragfähigkeitswerte von einsatzgehärteten Verzahnungen eingestuft. In dem abgeschlossenen Forschungsvorhaben wurde ein breites Spektrum relevanter Einflussfaktoren, angefangen beim Werkstoff, über den Härteprozess bis hin zur Wärmebehandlung folgender Fertigungsschritte, variiert. Der Fokus der Untersuchungen lag dabei auf dem Einfluss des Härteprofils und der damit in direktem Zusammenhang stehenden Einhärtungstiefe auf die Zahnfuß- und Zahnflankentragfähigkeit. Durch Variation der Prozessparameter Frequenz, Heizdauer und Leistung wurden vielfältige Härteprofilausprägungen bei Verzahnungen der Baugrößen Modul 4 mm und 2 mm erzeugt.

Umfangreiche experimentelle Untersuchungen zur Zahnradtragfähigkeit zeigen, dass durch geeignete Wahl der Härteparameter die Tragfähigkeitswerte der Norm ISO 6336?5 im Zahnfuß erreicht werden können. Unter bestimmten Voraussetzungen können die in der Norm belegten Festigkeitswerte für die Werkstoffqualität ME z.T. auch deutlich überschritten werden. Hinsichtlich der Flankentragfähigkeit zeigen die Versuchsergebnisse, dass durch geeignete Wahl der Härteparameter die in der Norm belegten Tragfähigkeitskennwerte deutlich übertroffen werden können.

Das IGF-Vorhaben 16866 N der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA) wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Einordnung der abgeschätzten Grübchen-Dauerfestigkeiten in das Festigkeitsschaubild nach ISO 6336-5 für flamm- oder induktivgehärtete Zahnräder