Untersuchung des Verzugsverhaltens nitrierter Tellerräder von Kegelrad- und Hypoidverzahnungen
Forschungsthema
| Kurztitel | Kegelrad-Nitrieren |
| Projektbeginn | Q1/2025 |
| Förderung | FVA-Nr. 513/VII Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V., FVA |
| Projektpartner | Leibniz-Institut für Werkstofforientierte Technologien, IWT |
| Kontakt | M. Geitner, M.Sc. |
Projektbeschreibung
Kegelrad- und Hypoidverzahnungen weisen relativ große Profil- und Breitenballigkeiten der Zahnflanken auf. Diese sogenannte Mikrogeometrie wird in der aktuellen Fertigung von Kegelradund Hypoidverzahnungen in der Hartfeinbearbeitung nach dem Einsatzhärten durch Schleifen oder Läppen finalisiert. Die Hartfeinbearbeitung ist notwendig, um etwaige Verzüge aus der Wärmebehandlung korrigieren zu können. Dem Nitrieren wird im Vergleich zum Einsatzhärten der Vorteil geringerer Maß- und Formänderungen aufgrund der niedrigeren Behandlungstemperaturen und fehlenden Phasenumwandlungen zugewiesen. Ein Entfall der Hartfeinbearbeitung aufgrund eines geringen Verzugs beim Nitrieren bei einer gleichzeitig ausreichenden Qualität der Mikrogeometrie würde die Kosten und den Zeitaufwand des Fertigungsprozesses von Kegelrad- und Hypoidverzahnungen reduzieren.
In den Vorhaben FVA 615 I bis III und FVA 386 III konnte an nitrierten Stirnrädern eine höhere Zahnfuß- und Grübchentragfähigkeit im Vergleich zur ISO 6336-5:2016 ermittelt werden. Eine Untersuchung der Übertragbarkeit des Nitrierens hinsichtlich des Verzugsverhaltens und der Tragfähigkeit auf Kegelrad- und Hypoidverzahnungen ist noch nicht erfolgt.
In einer Machbarkeitsstudie soll daher das Verzugsverhalten von nitrierten Tellerrädern dem Verzugsverhalten einsatzgehärteter Tellerräder der gleichen Geometrie gegenübergestellt werden. Es werden Tellerräder betrachtet, da diese aufgrund ihrer asymmetrischen Geometrie bezüglich des Verzugsverhaltens als kritisch anzusehen sind. Die Maß- und Formänderungen aufgrund der Wärmebehandlung sollen hierbei durch eine Messung der Bauteile vor und nach der Wärmebehandlung an einer Koordinatenmessmaschine erfolgen. Die Auswahl der Wärmebehandlungsparameter beim Gasnitrieren orientiert sich an den Empfehlungen aus FVA 386 III. Die erfolgreiche Wärmebehandlung wird durch eine umfangreiche Gefügecharakterisierung verifiziert.