Dwie główne metody produkcji wałów korbowych – odlewanie i kucie – charakteryzują się różnymi zaletami i wadami, które istotnie wpływają na ostateczną wydajność i zużycie tych elementów.
KUCIE
Przy obróbce stali kutej, na przykład na tokarce, tworzą się wióry oraz minimalne ilości pyłu, gdyż gęstość metalu jest wyższa i nie ma w niej pęcherzyków powietrza.
ODLEW
KUCIE
Wał kuty charakteryzuje się obecnością wewnętrznych i zewnętrznych przeciwwag, które są bardziej zaokrąglone.
ODLEW
Wał odlewany charakteryzuje się przeciwwagami wewnętrznymi i zewnętrznymi o bardziej kwadratowych i ostrzejszych krawędziach.
KUCIE
Proces wyważania oraz obróbki wału korbowego wykonanego ze stali kutej osiąga się poprzez przycinanie formy, co tworzy wyraźny, szeroki znak symetrycznego przycięcia liniowego w trakcie obróbki. Ponadto, wał kuty posiada znak wytłoczenia.
ODLEW
Proces obróbki wału korbowego wykonanego z żeliwa odlewanego prowadzi do powstania wąskiej linii oddzielającej sekcje wału.
KUCIE
W wyniku hartowania, wał korbowy wykonany ze stali kutej wykazuje wyraźne oznaki hartowania, w postaci czarnych przebarwień na powierzchni. Twardość wału korbowego wzrasta od 55 HRC do 60 HRC wskutek przeprowadzonego procesu hartowania.
ODLEW
Wał korbowy wykonany z żeliwa odlewanego oraz wał korbowy ze stali stopowej nie podlegają procesowi hartowania. Jedyne, co umożliwia osiągnięcie odpowiedniej twardości, to intensywna obróbka oraz procedura azotowania. Wskutek braku procesu hartowania nie wykazują one widocznych oznak hartowania. Niedostateczna twardość tych wałów może wpłynąć na ich podatność na odkształcenia, co może wpłynąć na trwałość i żywotność silnika.
KUCIE
Zawartość węgla w stali mieści się w zakresie od 0,0218% do 2,11%. Jej właściwości plastyczne są lepsze niż w przypadku żeliwa odlewanego, a wytrzymałość na rozciąganie jest wyższa, co sprawia, że stal jest mniej podatna na pękanie.
ODLEW
Zawartość węgla w żeliwie odlewanym mieści się w zakresie od 2,11% do 6,69%. Charakteryzuje się ono dużą kruchością, co sprawia, że jest bardziej podatne na pękanie pod obciążeniem rozciągającym. Niemniej jednak, żeliwo odlewane wykazuje dobrą wytrzymałość na ściskanie, co czyni je bardziej odporne na obciążenia ściskające. Warto zaznaczyć, że wytrzymałość na rozciąganie jest bardzo niska, co zwiększa ryzyko pękania w warunkach naprężeń rozciągających.
KUCIE
Dźwięk uderzenia wału korbowego wykonanego ze stali kutej jest głęboki i donośny (gęstość materiału jest większa). Ten charakterystyczny dźwięk jest oznaką solidnej oraz wytrzymałej konstrukcji wału korbowego wykonanego z kutej stali.
ODLEW
Dźwięk uderzenia wału korbowego wykonanego z żeliwa odlewanego jest bardziej stłumiony i lekki. Ten dźwięk odzwierciedla charakterystyczną właściwość żeliwa odlewanego (mniejsza gęstość materiału), które posiada swoją unikatową strukturę.
KUCIE
Wał korbowy wykonany ze stali kutej jest poddawany procesowi hartowania o średniej częstotliwości. Po hartowaniu stal staje się twarda, ale jednocześnie krucha. Dzięki procesowi normalizacji usuwane są wewnętrzne naprężenia i przywracana jest wytrzymałość materiału.
ODLEW
Wał korbowy wykonany z żeliwa odlewanego jest poddawany procesowi azotowania, znanemu jako „nitrogenization”. Ten proces ma na celu utwardzenie powierzchni w celu zwiększenia odporności na zużycie spowodowane tarciem, a także podniesienie twardości powierzchni oraz wytrzymałości na zmęczenie poprzez wprowadzenie azotu i tworzenie twardych azotków. Niemniej jednak, wytrzymałość na zużycie (odporność na ścieranie) wału korbowego wykonanego ze stali kutej jest lepsza niż w przypadku wału z żeliwa odlewanego.
KUCIE
Wytrzymałość i elastyczność wałów korbowych wykonanych ze stali kutej są znacznie wyższe niż te z żeliwa odlewanego. Proces kucia nadaje stali kutej bardziej jednorodną strukturę, co przekłada się na zwiększenie jej wytrzymałości i odporności na obciążenia dynamiczne. Natomiast żeliwo odlewane charakteryzuje się mniej jednorodną strukturą, co prowadzi do niższej wytrzymałości i elastyczności w porównaniu z kutą stalą.
ODLEW
Wytrzymałość i elastyczność żeliwa odlewanego są znacznie niższe niż te charakteryzujące kuta stal. Proces odlewania sprawia, że żeliwo odlewane ma mniej jednorodną strukturę, co przekłada się na niższą wytrzymałość i elastyczność w porównaniu z materiałami, takimi jak kuta stal.