DE7018566U

DE7018566U - GEAR OR WORM WHEEL.

Info

Publication number: DE7018566U
Application number: DE19707018566
Authority: DE
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1969-05-22
Filing date: 1970-05-19
Publication date: 1971-11-11
Also published as: FR2048705A5; DE2024319A1

Description

Gear or worm wheel

Die Erfindung betrifft Zahnräder, in erster Linie Schneckenräder, deren Zahnflanken mit einer Verschleißschicht versehen sind.The invention relates to gears, primarily worm gears, the tooth flanks of which are provided with a wear layer.

Iii Schneckengetrieben und gewissen Arten von Zahnradgetrieben kommt ein Gleiten zwischen zwei zusammenwirkenden B'lanken zustande, was einen Werkstoff mit guten Gleiteigenschaften erfordert. Kleinere Schneckenräder werden gewöhnlich ganz aus Bronze hergestellt, während größere Schneckenräder mit einem Bronzering ausgeführt werden, der von einem Kern aus einem anderen, billigeren Material getragen wird. Aufgrund des hohen Bronzepreises ist es wünschenswert, den Bronzeverbrauch einzuschränken. Da man Bronze in Schneckenrädern aufgrund ihrer guten Gleiteigenschaften in Kombination mit einer Schnecke aus Stahl verwendet, brauchen im Prinzip nur die Zahnflanken des Schneckenrades aus Bronze zu sein. Bisher bekannte Zahn- und Schneckenräder mit dünnen Schichten, sogenannten Verschleißschichte: ,aus Bronze oder anderem geeigneten Material auf den Zahnflanken haben zu keinen zufriedenstellenden Resultaten geführt. Unter III worm gears and certain types of gear drives, sliding occurs between two interacting B'lanks, which requires a material with good sliding properties. Smaller worm gears are usually made entirely of bronze, while larger worm gears are made with a bronze ring supported by a core made from another, cheaper material. Due to the high price of bronze, it is desirable to limit bronze consumption. Since bronze is used in worm gears due to its good sliding properties in combination with a worm made of steel, in principle only the tooth flanks of the worm wheel need to be made of bronze. Previously known gears and worm gears with thin layers, so-called wear layers: made of bronze or other suitable material on the tooth flanks, have not led to satisfactory results. Under

anderem hat man Keine ausreichend gute Bindung der Schicht an den Zahnflanken erhalten können oder die Dichte, Reinheit, Festigkeit oder Verschleißstärke der aufgetragenen Verschleißschicht war unzureichend.other things, one has not been able to obtain a sufficiently good bond of the layer to the tooth flanks or the density, purity, Strength or wear strength of the applied wear layer was insufficient.

Die Erfindung betrifft ein Zahn- oder Schneckenrad mit einer Verschleißschicht auf den Zahnflanken, die durch thermisches Aufspritzen aufgebracht und nachträglich gesintert ist.The invention relates to a gear or worm wheel with a wear layer on the tooth flanks, which is caused by thermal Spray applied and subsequently sintered.

Das Sintern wird vorzugsweise in reduzierender Atmosphäre, z.B. Wasserstoffgasatmosphäre, ausgeführt. Der Kern kann aus Stahl und die Verschleißschicht aus Bronze bestehen. Um eine gute Haftfähigkeit zu ex-reichen, ist es zweckmäßig, daß die zu belegende Fläche unregelmäßig ist. Unregelmäßigkeiten, die das Anhaften verbessern, können beim Zahnfräsen verursacht werden, aber es ist denkbar, die Fläche aufzurauhen, z.B. durch Sandstrahlbehandlung. Die Verschleißschicht kann aus Zinnbronze mit 5,0-12,0 % Sn und 88-95 % Cu oder Phosphorbronze mit 5,0-12,0 % The sintering is preferably carried out in a reducing atmosphere, for example a hydrogen gas atmosphere. The core can consist of steel and the wear layer of bronze. In order to achieve good adhesion, it is advisable that the surface to be covered is irregular. Irregularities that improve adhesion can be caused during tooth milling, but it is conceivable to roughen the surface, for example by sandblasting. The wear layer can be made of tin bronze with 5.0-12.0 % Sn and 88-95 % Cu or phosphor bronze with 5.0-12.0 %

Sn, 0,1-0,8 % P und 88-95 % Cu bestehen. Bronzeschichten werden bei einer Temperatur von 750-1100 ⁰C gesintert. Bei Verschleißschichten aus Phosphorbronze oder einer Pseudolegierung aus Stahl/Phosphorbronze hat ein 2-stündiges Sintern in Wasserstoffgasatmosphäre oder einer Mischgasatmosphäre mit Wasserstoff und Stickstoff bei 95O⁰C eine dichte und verschleißstarke Schicht mit guter Bindung zu dem darunterliegenden Material ergeben. Auch sogenannte Pseudolegierungen sind zum Auftragen einer Verschleiß-Sn, 0.1-0.8% P and 88-95 % Cu. Bronze layers are sintered at a temperature of 750-1100 ⁰ C. In the case of wear layers made of phosphor bronze or a pseudo-alloy made of steel / phosphor bronze, sintering for 2 hours in a hydrogen gas atmosphere or a mixed gas atmosphere with hydrogen and nitrogen at 95O ⁰ C resulted in a dense and hard-wearing layer with good bonding to the underlying material. So-called pseudo-alloys are also used to apply wear and tear

schicht geeignet, z.B. niedriglegierter Stahl/Monelmetall, hochlegierter Stahl/Monelmetall, niedriglegierter Stahl/Phosphorbronze, hcciilcgisrtsr Staiil/?hosphorbrcnze_; Stahl /Molybdän; Stahl/Wolfram oder Stahl/Tantal.layer suitable, eg low-alloy steel / Monel metal, high-alloy steel / Monel metal, low-alloy steel / phosphor bronze, high-alloy steel / phosphor bronze _; Steel / molybdenum; Steel / tungsten or steel / tantalum.

Mit thermischem Spritzen ist Flammenspritzen (Gasspritzen) unter Zufuhr von Zusatzmaterial in Form von Pulver (Pulverspritzen; oder in Form von Draht (Drahtspritzen;, Lichtbogenspritzen (elektrisches Spritzen) und Plasmaspritzen unter Zufuhr von Zusatzmaterial in Form von Draht oder Pulver gemeint.With thermal spraying is flame spraying (gas spraying) with supply of additional material in the form of powder (powder syringes; or in the form of wire (wire spraying; arc spraying (electric spraying) and plasma spraying below Supply of additional material in the form of wire or powder meant.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben, in denen sehr schematisch ein Querschnitt durch eine Verschleißschicht gezeigt ist, die auf eine Unterlage aus homogenen Material, z.B. Stahl, aufgetragen ist. Fig. 1 zeigt eine durch thermisches Spritzen aufgetragene Schicht, die nicht nachbearbeitet ist, und Fig. 2 zeigt dieselbe Schicht nach einer Wärmebehandlung, bei der die Außenschicht sintert, * so daß ein homogenes Material entsteht.The invention is described in more detail below with reference to the drawing, in which a cross-section through a wear layer is shown very schematically, which is on a base made of homogeneous material, e.g. steel. Fig. 1 shows a layer applied by thermal spraying, which has not been reworked, and Fig. 2 shows the same layer after a heat treatment in which the outer layer sinters, * so that a homogeneous material is created.

In den Figuren bezeichnet 1 einen Teil eines unterdimensionierten, bearbeiteten Zahns eines Schneckenrades. Der Zahn ist so bearbeitet, daß seine Oberfläche unregelmäßig ist, damit aufgetragenes Material gut an dem Material haften kann. Beim thermischen Spritzen werden geschmolzene Metalltropfen auf die zu beschichtende Unterlage geschleudert. Beim Kontakt mit dieserIn the figures, 1 denotes part of an undersized, machined tooth of a worm wheel. The tooth is processed so that its surface is irregular, with it applied Material can adhere well to the material. During thermal spraying, molten metal droplets are approached coating underlay spun. When in contact with this

Unterlage werden die Tropfen platt. Da sie auf dem Weg zur Unterlage teils abkühlen, teils leicht oxydieren, bildet sich auf der Oberfläche oft eine Oxydschicht und. das äußere Material erstarrt teilweise. Beim Kontakt mit der Unterlage werden die Tropfen plattgedrückt und die Oxydschicht sowie die teilweise erstarrte Außenschicht platzen, so daß geschmolzenes Metall die Unterlage trifft und der Tropfen dadurch haften bleibt. Die Tropfen bilden Schuppen 2 und bauen eine poröse Schicht 3 mit Hohlräumen 4 zwischen den Schuppen auf, wie schematisch in der Figur gezeigt ist. Bei der nachfolgenden Wärmebehandlung sintert die Außensdicht zu einer relativ homogenen und oxydfreien Schicht 5, wie in Fig. 2 gezeigt ist, indem die Oxyde in der reduzierenden Atmosphäre reduziert werden und die Hohlräume 6 eine abgerundete, bestenfalls sphärische Form erhalten und ihr Volumen verkleinern. The drops become flat on the surface. As they partly cool down and partly oxidize slightly on the way to the base, they form Often an oxide layer on the surface and. the outer material partially solidifies. Upon contact with the document, the Drops flattened and the oxide layer and the partially solidified outer layer burst, so that the molten metal Hits the surface and the drop sticks. The droplets form scales 2 and build a porous layer 3 with them Cavities 4 between the scales, as shown schematically in the figure. Sinters in the subsequent heat treatment the outer seal to a relatively homogeneous and oxide-free layer 5, as shown in Fig. 2, by the oxides in the reducing Atmosphere are reduced and the cavities 6 get a rounded, at best spherical shape and reduce their volume.

Die Erfindung ermöglicht einen wesentlichen technisch-wirtschaftlichen Fortschritt, da der Bronzeverbrauch bei der Herstellung von Schneckenrädern mit VerschMßschicht im Vergleich mit den jetzigen Herstellungsmethoden um mehr als 75 % reduziert werden kann.The invention enables a significant technical and economic advance, since the bronze consumption in the production of worm wheels with a wear layer can be reduced by more than 75% compared to the current production methods.

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Claims

Protection claims;

1. Toothed or worm wheel with a wear layer on the tooth flanks, which is made of a different core material Material consists, characterized in that the wear layer by thermally. Spray applied and afterwards is sintered.

2 .. Wheel according to claim 1, characterized in that the wearing layer is sintered in a reducing atmosphere.

3. Wheel according to claim 2, characterized in that the wearing layer is sintered in an atmosphere containing hydrogen gas.

4. Wheel according to claim 1, characterized in that the core is made of steel and the wearing layer is made of bronze.

5. Wheel according to claim 4, characterized in that the wear layer consists of tin bronze with 5.0-12.0 % Sn and 88-95 % Cu.

6. Wheel according to claim 4, characterized in that the wear layer consists of phosphor bronze with 5.0-12.0 % Sn, 0.1-0.8 % P and 88-95 % Cu.

7. Wheel according to claim 5 or 6, characterized in that the wearing layer is sintered in #assers \ ffgasatniosphere at a temperature of 750-1100 ⁰ C, preferably 900-1000 ⁰ C.

8. A wheel according to claim 1, characterized in that the wear layer consists of a so-called pseudo-alloy, for example low-alloy steel / Monel metal, high-alloy steel / Monel metal, low-alloy steel / phosphor bronze, \ high-alloy steel / phosphor bronze, steel / molybdenum, steel / tungsten or steel / Tantalum.

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