Materiali per la produzione di ingranaggi & Acciaio per utensili
I materiali dei cambi da competizione si guastano tipicamnete a causa di combinazioni di sovraccarico meccanico, usura, fatica e urti. Nonostante la tecnologia all’avanguardia, le condizioni estreme delle gare racing mettono ogni componente a dura prova. I cambi per il racing devono rimanere leggeri e soddisfare al contempo rigorosi vincoli di spazio per mantenere un vantaggio competitivo. La scelta dei materiali giusti può certamente aiutare a risolvere molti problemi; tuttavia, anche una manutenzione regolare, una progettazione accurata e una buona tecnica di guida sono fondamentali per garantire l’affidabilità.
Gli acciai utilizzati per la produzione di componenti nei cambi per il racing rientrano in genere nelle seguenti categorie:
| Categoria | Applicazioni tipiche |
| Acciai da cementazione | Ingranaggi |
| Gradi ad alta resistenza con tempra a cuore e nitrurazione | anelli di innesto, alberi |
| Acciai pre-temprati a media resistenza | Riduce le sollecitazioni sui componenti, ad esempio le forcelle del selettore, i cilindri e i distanziatori |
Cause più comuni di guasti legati ai materiali
1. Sovraccarichi e picchi di coppia
- Le applicazioni racing richiedono che la trasmissione trasmetta coppie e potenze molto elevate; possono verificarsi spesso condizioni di sovraccarico che superano i limiti di progetto .
- Accelerazioni brusche, scalate di marcia aggressive e slittamento delle ruote possono causare picchi di coppia che danneggiano ingranaggi e alberi.
Elevata resistenza alla trazione (≥1300 MPa)
Elevato limite di snervamento (≥1000 MPa)
Elevata tenacità, specialmente nel nucleo
Gradi per la cementazione
BÖHLER V135 & E108 offe proprio queste caratteristiche, mantenendo un nucleo resistente e tenace sotto un rivestimento duro. Ciò significa che i denti degli ingranaggi sono in grado di resistere a sovraccarichi improvvisi.
Grazie agli acciai temprati ad alta resistenza BÖHLER W460, W360 & V132, è possibile aumentare la durezza e la resistenza, offrendo ai progettisti un’ampia gamma di soluzioni per migliorare le prestazioni dei componenti e ridurre i guasti.
2. Usura degli anelli di fissaggio e dei meccanismi di innesto
- Questi componenti si usurano rapidamente, soprattutto in presenza di carichi elevati e cambi di marcia bruschi.
- La maggior parte dei cambi, nel settore racing, utilizza un sistema di innesto a denti (anziché i sincronizzatori) per ridurre i tempi di cambio marcia.
Elevata durezza > 40 HRC
Profondità di cementazione maggiori (60–64 HRC) con una profondità effettiva di 0,8–1.5 mm
Acciai cementati ad alta/media resistenza
Gli acciai ad alte prestazioni offrono una miriade di possibilità per aumentare la durezza, la resistenza alla compressione & e la resistenza all’usura nelle applicazioni più impegnative. Se necessario, la durezza superficiale può essere ulteriormente aumentata mediante nitrurazione.
3. Fatica e limiti dei materiali
- Anche i materiali di alta qualità raggiungono i propri limiti negli ambienti altamente sollecitati degli sport motoristici.
- I ripetuti cicli di sollecitazione innescano fenomeni di fatica negli ingranaggi, alberi e cuscinetti, portando alla formazione di cricche e infine al cedimento
Maggiore pulizia: la maggior parte dei cedimenti da fatica ha origine dalle inclusioni interne.
Acciai per cementazione superficiale e tempra a cuore
Gli acciai ad alte prestazioni Böhler vengono spesso rifusi utilizzando:
- VAR (rifusione ad arco sotto vuoto)
- PESR (Rifusione elettroslag con gas di protezione)
Queste tecniche di produzione migliorano notevolmente la purezza degli acciai, eliminando gli ossidi &e i solfuri che riducono drasticamente la resistenza alla fatica dei componenti, tra questi materiali BÖHLER V135, M121 ed E108
4. Carichi da impatto (incidenti, cordoli, ecc.)
- Gli urti improvvisi causati da impatti con cordoli, incidenti o un gioco eccessivo nella trasmissione possono generare forze irregolari che danneggiano la scatola del cambio o i suoi componenti interni
Elevata tenacità, specialmente nel nucleo
Gradi per la cementazione
Gli acciai ad alta tenacità come BÖHLER M121 presentano valori di tenacità alla frattura che consentono loro di resistere agli urti senza rompersi, specialmente a basse temperature o in presenza di elevate velocità di deformazione.
Acciai cementati ad alta/media resistenza Acciai quali BÖHLER K600, M238 & V358 sono progettati per essere resistenti e sopportare carichi da urto. Se necessario, è possibile aumentare la durezza superficiale mediante nitrurazione