Ökad utmattningshållfasthet hos drivlinekomponenter genom minskad inreoxidation och avbruten kylning

Syfte och mål

Målet med projektet var att öka utmattningshållfastheten med minst 25 % på sätthärdade transmissionskomponenter genom att vid värmebehandlingen införa två metoder; (1) avbruten kylning och (2) en modifierad sätthärdningsprocess för minskad negativ effekt av inre oxidation i ytan på komponentprestanda vid atmosfärsuppkolning. Den högsta ökningen i utmattningshållfasthet blev 16% för stål 16MnCr5 genom att införa de två metoderna. Hållfasthetsökningen borde motsvara en tredubblad livslängd. Referens är dagens värmebehandlingsprocess och kylning i aktuell härdolja.

Resultat och förväntade effekter

Två industriellt implementerbara metoder; (1) avbruten kylning och (2) en modifierad sätthärdningsprocess för minskad negativ effekt av inre oxidation i ytan på komponentprestanda vid atmosfärsuppkolning har utvärderats. För stål 16MnCr medförde dessa en 16% ökning i utmattningshållfasthet. För implementering av avbruten kylning krävs anpassning av kyförloppet map på Ms-temperaturen för aktuellt stål. Hållfasthetsökningen möjliggör lättare komponenter alt att högre moment/längre livslängd kan tas ut ur befintliga konstruktioner utan omkonstruktion.

Upplägg och genomförande

Avbruten kylning samt modifierad värmebehandlingsprocess för kontroll/undertryckande av en negativ effekt av randoxidering utfördes på provstavar och kugghjul i stål 16MnCr5, V2158 och Ovako 158Q. Alla försök genomfördes i industriella batchugnar hos Bodycote och GKN Driveline. Komponenterna utvärderades avseende roterande böj-provning och pulsatorprovning. Inom projektet undersöktes olika parametrar för hur avbruten kylning respektive den modifierade processen skulle utföras, varav en slutlig kombination valdes till alla värmebehandlingar av prov-komponenter.