渗碳齿轮热处理变形分析

渗碳齿轮热处理变形分析
渗碳齿轮热处理变形分析

齿轮热处理工艺【详尽版】

齿轮热处理工艺【详细介绍】 内容来源网络,由深圳机械展收集整理! 一、工作条件以及材料与热处理要求 1.条件: 低速、轻载又不受冲击 要求: HT200 HT250 HT300 去应力退火 2.条件: 低速(<1m/s)、轻载,如车床溜板齿轮等 要求: 45 调质,HB200-250 3.条件: 低速、中载,如标准系列减速器齿轮 要求: 45 40Cr 40MnB (5042MnVB) 调质,HB220-250 4.条件: 低速、重载、无冲击,如机床主轴箱齿轮 要求: 40Cr(42MnVB) 淬火中温回火HRC40-45 5.条件: 中速、中载,无猛烈冲击,如机床主轴箱齿轮 要求: 40Cr、40MnB、42MnVB 调质或正火,感应加热表面淬火,低温回火,时效,HRC50-55 6.条件: 中速、中载或低速、重载,如车床变速箱中的次要齿轮 要求: 45 高频淬火,350-370℃回火,HRC40-45(无高频设备时,可采用快速加热齿面淬火) 7.条件: 中速、重载 要求: 40Cr、40MnB(40MnVB、42CrMo、40CrMnMo、40CrMnMoVBA)淬火,中温回火,HRC45-50.

8.条件: 高速、轻载或高速、中载,有冲击的小齿轮 要求: 15、20、20Cr、20MnVB渗碳,淬火,低温回火,HRC56-62.38CrAl 38CrMoAl 渗氮,渗氮深度0.5mm,HV900 9.条件: 高速、中载,无猛烈冲击,如机床主轴轮. 要求: 40Cr、40MnB、(40MnVB)高频淬火,HRC50-55. 10.条件: 高速、中载、有冲击、外形复杂和重要齿轮,如汽车变速箱齿轮 (20CrMnTi淬透性较高,过热敏感性小,渗碳速度快,过渡层均匀,渗碳后直接淬火变形较小,正火后切削加工性良好,低温冲击韧性也较好) 要求: 20Cr、20Mn2B、20MnVB渗碳,淬火,低温回火或渗碳后高频淬 火,HRC56-62.18CrMnTi、20CrMnTi(锻造→正火→加工齿轮→局部镀同→渗碳、 预冷淬火、低温回火→磨齿→喷丸)渗碳层深度1.2-1.6mm,齿轮硬度HRC58-60,心部硬度HRC25-35.表面:回火马氏体+残余奥氏体+碳化物.中心:索氏体+细珠光体 11.条件: 高速、重载、有冲击、模数<5 要求: 20Cr、20Mn2B 渗碳、淬火、低温回火,HRG56-62. 12.条件: 高速、重载、或中载、模数>6,要求高强度、高耐磨性,如立车重要螺旋锥齿轮 要求: 18CrMnTi、20SiMnVB 渗碳、淬火、低温回火,HRC56-62 13.条件: 高速、重载、有冲击、外形复杂的重要齿轮,如高速柴油机、重型载重汽车,航空发动机等设备上的齿轮. 要求: 12Cr2Ni4A、20Cr2Ni4A、18Cr2Ni4WA、20CrMnMoVBA(锻造→退火

渗碳工艺介绍

渗碳 定义 渗碳是对金属表面处理的一种,采用渗碳的多为低碳钢或低合金钢,具体方法是将工件置入具有活性渗碳介质中,加热到900--950摄氏度的单相奥氏体区,保温足够时间后,使渗碳介质中分解出的活性碳原子渗入钢件表层,从而获得表层高碳,心部仍保持原有成分. 相似的还有低温渗氮处理。这是金属材料常见的一种热处理工艺,它可以使渗过碳的工件表面获得很高的硬度,提高其耐磨程度。 简介 渗碳是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层,再经过淬火和低温回火,使工件的表面层具有高硬度和耐磨性,而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。 渗碳工件的材料一般为低碳钢或低碳合金钢(含碳量小于0.25%)。渗碳后﹐钢件表面的化学成分可接近高碳钢。工件渗碳后还要经过淬火﹐以得到高的表面硬度﹑高的耐磨性和疲劳强度﹐并保持心部有低碳钢淬火后的强韧性﹐使工件能承受冲击载荷。渗碳工艺广泛用于飞机﹑汽车和拖拉机等的机械零件﹐如齿轮﹑轴﹑凸轮轴等。 渗碳工艺在中国可以上溯到2000年以前。最早是用固体渗碳介质渗碳。液体和气体渗碳是在20世纪出现并得到广泛应用的。美国在20年代开始采用转筒炉进行气体渗碳。30年代﹐连续式气体渗碳炉开始在工业上应用。60年代高温(960~1100℃)气体渗碳得到发展。至70年代﹐出现了真空渗碳和离子渗碳。 原理渗碳与其他化学热处理一样﹐也包含3个基本过程。 ①分解:渗碳介质的分解产生活性碳原子。 ②吸附:活性碳原子被钢件表面吸收后即溶到表层奥氏体中﹐使奥氏体中含碳量增加。 ③扩散:表面含碳量增加便与心部含碳量出现浓度差﹐表面的碳遂向内部扩散。碳在钢中的扩散速度主要取决于温度﹐同时与工件中被渗元素内外浓度差和钢中合金元素含量有关。 渗碳零件的材料一般选用低碳钢或低碳合金钢(含碳量小於0.25%)。渗碳后必须进行淬火才能充分发挥渗碳的有利作用。工件渗碳淬火后的表层显微组织主要为高硬度的马氏体加上残余奥氏体和少量碳化物﹐心部组织为韧性好的低碳马氏体或含有非马氏体的组织﹐但应避免出现铁素体。一般渗碳层深度范围为0.8~1.2毫米﹐深度渗碳时可达2毫米或更深。表面硬度可达HRC58~63﹐心部硬度为 HRC30~42。渗碳淬火后﹐工件表面产生压缩内应力﹐对提高工件的疲劳强度有利。因此渗碳被广泛用以提高零件强度﹑冲击韧性和耐磨性﹐借以延长零件的使用寿命。 分类 按含碳介质的不同﹐渗碳可分为固体渗碳﹑液体渗碳﹑气体渗碳和碳氮共渗。 渗碳工艺 1、直接淬火低温回火组织及性能特点:不能细化钢的晶粒。工件淬火变形较大,合金钢渗碳件表面残余奥氏体量较多,表面硬度较低 适用范围:操作简单,成本低廉用来处理对变形和承受冲击载荷不大的零件,适用于气体渗碳和液体渗碳工艺。 2 、预冷直接淬火、低温回火,淬火温度800-850℃组织及性能特点:可以减少工件淬火变形,渗层中残余奥氏体量也可稍有降低,表面硬度略有提高,但奥氏体晶粒没有变化。 适用范围:操作简单,工件氧化、脱碳及淬火变形均小,广泛应用于细晶粒钢制造的各种工具。 3、一次加热淬火,低温回火,淬火温度820-850℃或780-810℃组织及性能特点:对心部强度要求较高者,采用820-850℃淬火,心部为低碳M,表面要求硬度高者,采用780-810℃淬火可以细化晶粒。 适用范围:适用于固体渗碳后的碳钢和低合金钢工件、气体、液体渗碳的粗晶粒钢,某些渗碳后不宜直接淬火的工件及渗碳后需机械加工的零件。

变速箱齿轮热处理的变形与控制

科技研究 2013年第10期Science and technology research□机械与设备 114 变速箱齿轮热处理的变形与控制 刘奇 (唐山通力齿轮有限公司河北唐山063000) 【摘要】在汽车结构中重要的组成部件其中就有变速箱,在变速箱中齿轮是比较重要的零部件。在变速箱中的齿轮一般都不需要进行热处理之后进行加工,因此在热处理之后的齿轮齿的尺寸就是最后成品的尺寸。这也就需要齿轮的热处理要有较高的技术。对于热处理变形技术一方面应认真仔细地对理论进行研究,对热处理变形的过程进行准确地模拟,分析影响热处理的各种因素,准确地提供理论依据来解决热处理变形中存在的问题。另一方面,各个工厂应该仔细的研究对齿轮变形影响的各种因素,对齿轮热处理的变形进行很好的控制。 【关键词】变速器;齿轮热处理;变形;控制 在变速箱齿轮加工的环节中齿轮的热处理是非常重要的,通过齿轮的热处理来展现齿轮的各种特性。然而齿轮热处理引起的变形是必然的,这种变形会使企业的加工成本大大的增加。然而在现代社会上市场的竞争中降低生产成本决定了现在企业的生存和发展。所以必须要对齿轮的热处理变形进行控制。在汽车结构中重要的组成部件其中就有变速箱,在变速箱中齿轮是比较重要的零部件。因此汽车变速箱齿轮需要具备强度比较高、耐磨性高、抗疲劳强度大还需要具备高的韧性等一系列的机械性能。为了使齿轮能够具备以上的特性,因此齿轮热处理在齿轮加工过程中是必不可少的环节。 一、齿轮在热处理后出现变形的原因 齿轮的主要成分是钢,它被进行热处理之后,在温度不断的升高而钢的韧性也在不断的降低,当齿轮上的一些部位的残余应力无法再受热的影响,就会使齿轮出现变形,由于残余应力只在于齿轮的局部,所以使齿轮出现不规则的变形。齿轮在进行热处理时由于加热速度过快,使齿轮的表面升温过快,而齿轮内部的温度上升比较慢,表面和内部的温度不同形成很大的对应力,这样就会使齿轮出现不规则的变形,从而使齿轮的形状比较特别。 二、影响变速箱齿轮热处理变形的因素 齿轮经热处理后的出现变形的影响因素主要有齿轮的设计形状、制作齿轮时选用的材料、在热处理之前预热处理的整个过程、加工时选用的方法和工具、热处理的工艺流程等。选择合适的材料、加工的过程较精密、预热处理的过程较完整、对齿轮的冷热加工配合较好是控制热处理变形的关键。因此,如何控制变速箱齿轮热处理的变形应该从以上几点进行研究。 1.齿轮的设计形状 在热处理变形中设计的齿轮的形状是重要的影响因素,如齿轮设计结构是否对称、结构是否均匀,都会影响齿轮在淬火时往往不均匀的应力,使齿轮出现不规则的变形。其他国家的汽车企业曾经对这方面进行研究过,在最小热处理变形的影响下,设计的形状、使用的材料对齿轮热处理变形的影响力分别为50%~60%、20%~30%、5%~15%。所以,在进行齿轮设计的时候应尽量使壁厚且均匀对称的零件。如果设计出的零件中有壁厚较薄的地方,在热处理过程中因为壁薄的地方冷却的速度较快,这个地方容易发生卷曲。这样就应该设计成两个单独的零件,这样薄壁零件能够很好地控制热处理变形,同时也使机加工的过程变得简单。 2.原材料的品质对热处理的影响 原材料的品质不但对齿轮的热处理的工艺有一定的影响,还到决定着齿轮的使用寿命。原材料的最基本的特性也是齿轮热处理变形的一个重要影响因素。淬透性是指原材料在一定条件下淬火时,从奥氏体转变为马氏体,获得马氏体层的深度。淬透性越高的原材料对热处理变形的影响就越大,而淬透性的高低取决于原材料中合金元素含量。原材料中的合金元素主要通过影响钢的各种特性间接地影响了齿轮的热处理变形。以便能够很好地控制热处理的变形,这就需要原材料的淬透性的范围比较稳定。因此现在很多企业都是根据自己生产的产品的要求来制定淬透性的具体范围,以便能够很好地控制热处理的变形。在原材料中晶粒度也是重要的技术指标。所有的金属材料都是由许多的晶粒组成的多晶体。因为每个晶粒都有不同的异性,许多具有不同异性的晶粒组合在一起,互相抵消了它们之间的作用力,这样就使金属材料出现异向同性的特征。因此要想原材料的异向同性的特征比较明显就需要组成材料的晶粒比较细小,晶粒的个数较多,这样热处理的变形也就比较均匀性。 3.预热处理整个过程对热处理变形的影响 预热处理的主要是为了使晶粒变得细小,消除原材料中的残余应力。预热处理的过程就是为了使晶粒变得细小而且数量增加,这样就能够很好的控制热处理变形。目前我们国家的预热处理的工艺都是正火工艺,因为正火工艺的生产周期比较短、工艺较为简单、耗费的成本也比较低等优点;然而因为正火采用空气冷却,所以容易受到零件的结构和外界的气候和温度等因素的影响,冷却速度也不是很稳定。而现在我们国内的正火工艺都不能满足预热处理的要求,零件堆在一起进行加热的现象比较普遍,往往零件的表面加热的温度达到了,而零件的内部加热的温度还没有达到,这样就使晶粒度的大小不均匀,对热处理变形有很大的影响。零件在冷却的时候也是堆放在一起进行,这样使零件的硬度不均匀。不利于对其进行切削。因为正火工艺有许多的不足之处,所以我们国家许多企业都开始采用等温退火工艺进行预热处理提高预热处理的效果,等温退火是以较快的速度冷却到a1以下某一温度,保温一定时间使奥氏体转变为珠光体组织,然后空冷一种工艺。对某些奥氏体比较稳定的合金钢,采用等温退火可大大缩短退火周期,使热处理变形比较稳定。 4.加工时选用的工具和设备对热处理变形的影响 零件在预热处理之后会有很好的塑性,在加工的过程给零件带来的主要就是残余应力,如切削的力量太大或刀具的磨损都会使零件产生残余应力,在热处理过程中这些应力会被释放出来,使零件变形。在加工过程中出现残余应力虽然不能够避免,但是可以通过选择合适的加工工具和设备来降低残余应力的出现。加工过程比较稳定也是能够很好地控制热处理变形。不同的热处理设备有各自不同的特点,好的热处理设备对加热温度和炉温的控制都是比较精密的、加热也比价均匀等特性,齿轮热处理的变形也就能得到很好的控制。 5.热处理工艺流程对热处理变形的影响 现在我们国家变速箱齿轮热处理的方法主要是渗碳淬火,渗碳淬火工艺的优点是发展的已经很成熟、应用也比较广泛、成本相对较低等,渗碳淬火工艺中对齿轮热处理变形的影响主要有装夹方式、渗碳处理的温度、升温的速度、淬火的温度、淬火介质的选择等,装夹方式要保证零件在热处理过程中受力比较均匀,热处理的变形才能够控制。装夹方式的选择是热处理工作者的重要工作。渗碳处理的温度决定了渗碳淬火工艺能否顺利进行,零件渗碳的速度取决于渗碳处理的温度,渗碳处理的温度越高,零件中的晶体膨胀的也就越大,渗碳的速度也就越快;但是渗碳温度越高零件也就越容易变形。同时渗碳温度越高,零件的晶粒变得也就越大,大的晶粒不但会使零件产生严重的变形,也会使零件的使用寿命受到很严重的影响,这就要求热处理工作者能够很好地协调生产并达到生产的要求。 总之,影响齿轮热处理的变形有以上几个因素,因为齿轮的变形主要是在热处理的过程中发生,因此在热处理环节的工作者就需要仔细的了解齿轮的整个加工工艺,掌握所有对热处理变形的影响因素,严格控制热处理工作,才能有效地控制齿轮的变形,提高齿轮的质量,增加企业在市场上竞争能力。 参考文献: [1]陈园华.叉车变速箱输入齿轮的热处理工艺[j].起重运输机械,2010(8). [2]黄逸云.变速箱齿轮用钢及热处理[j].现代营销,2012(1). [3]黄勇.大轮幅非对称齿轮热处理变形的控制[j].热处理技术与装备,2011(4). [4]杨金花,李建设,王勇兵.拖拉机二轴齿轮热处理工艺的改进[j].机械工程材料,2007(11).

常用齿轮材料的选择及其热处理工艺设计

齿轮材料的选择及其热处理工艺 1、齿轮材料的选择原则 齿轮材料的种类很多,在选择时应考虑的因素也很多,下述几点可供选择材料时参考: 1)齿轮材料必须满足工作条件的要求。例如,用于飞行器上的齿轮,要满足质量小、传递功率大和可靠性高的要求,因此必须选择机械性能高的合金银;矿山机械中的齿轮传动,一般功率很大、工作速度较低、周围环境中粉尘含量极高,因此往往选择铸钢或铸铁等材料;家用及办公用机械的功率很小,但要求传动平稳、低噪声或无噪声、以及能在少润滑或无润滑状态下正常工作,因此常选用工程塑料作为齿轮材料。总之,工作条件的要求是选择齿轮材料时首先应考虑的因素。 2)应考虑齿轮尺寸的大小、毛坯成型方法及热处理和制造工艺。大尺寸的齿轮一般采用铸造毛坯,可选用铸钢或铸铁作为齿轮材料。中等或中等以下尺寸要求较高的齿轮常选用锻造毛坯,可选择锻钢制作。尺寸较小而又要求不高时,可选用圆钢作毛坯。 齿轮表面硬化的方法有:渗碳、氨化和表面淬火。采用渗碳上艺时,应选用低碳钢或低碳含金钢作齿轮材料;氨化钢和调质钢能采用氮化工艺;采用表面淬火时,对材料没有特别的要求。 3)正火碳钢,不论毛坯的制作方法如何,只能用于制作在载荷平稳或轻度冲击下工作的齿轮,不能承受大的冲击载荷;调质碳钢可用于制作在中等冲击载荷下工作的齿轮。 4)合金钢常用于制作高速、重载并在冲击载荷下工作的齿轮。 5)飞行器中的齿轮传动,要求齿轮尺寸尽可能小,应采用表面硬化处理的高强度合金钢。 6)金属制的软齿面齿轮,配对两轮齿面的硬度差应保持为30~50HBS或更多。当小齿轮与大齿轮的齿面具有较大的硬度差(如小齿轮齿面为淬火并磨制,大齿轮齿面为常化或调质);且速度又较高时,较硬的小齿轮齿面对较软的大齿轮齿面会起较显著的冷作硬化效应,从而提高了大齿轮齿面的疲劳极限。因此,当配对的两齿轮齿面具有较大的硬度差时,大齿轮的接触疲劳许用应力可提高约 20%,但应注意硬度高的齿面,粗糙度值也要相应地减小。 2、齿轮材料的选择 齿轮齿条是现代机械中应用最广泛的一种机械传动零件。齿轮传动通过轮齿互相啮合来传递空间任意两轴间的运动和动力,并可以改变运动的形式和速度。齿轮传动使用范围广,传动比恒定,效率较高,使用寿命。在机械零件产品的设计与制造过程中,不仅要考虑材料的性能能够适应零件的工作条件,使零件经久耐用,而且要求材料有较好的加工工艺性能和经济性,以便提高零件的生产率,降低成本,减少消耗。如果齿轮材料选择不当,则会出现零件的过早损伤,甚至失效。因此如何合理地选择和使用金属材料是一项十分重要的工作。 满足材料的机械性能,材料的机械性能包括强度、硬度、塑性及韧性等,反映材料在使用过程中所表现出来的特性。齿轮在啮合时齿面接触处有接触应力,齿根部有最大弯曲应力,可能产生齿面或齿体强度失效。齿面各点都有相对滑动,会产生磨损。齿轮主要的失效形式有齿面点蚀、齿面胶合、齿面塑性变形和轮齿折断等。因此要求齿轮材料有高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度,齿面要有足够的硬度和耐磨性,芯部要有一定的强度和韧性。 例如,在确定大、小齿轮硬度时应注意使小齿轮的齿面硬度比大齿轮的齿面硬度高30-50HBS,是因为小齿轮受载荷次数比大齿轮多,且小齿轮齿根较薄,强度低于大齿轮。为使两齿轮的轮齿接近等强度,小齿轮的齿面要比大齿轮的齿面硬一些。 另一方面,根据材料的使用性能确定了材料牌号后。要明确材料的机械性能或材料硬度,然后我们可以通过不同的热处理工艺达到所要求的硬度范围,从而赋予材料不同的机械性能。如材料为40Cr合金钢的齿轮,当840-860℃油淬,540-620℃回火时,调质硬度可达28-32HRC,可改善组织、提高综合机械性能;当860-880℃油淬,240—280℃回火时,硬度可达46-51HRC,则钢的表面耐磨性能好,芯部韧性好,变形小;当500-560℃氮化处理,氮化层0.15 -0.6mm时,硬度可达52-54HRC,则钢具有高的表面硬度、高的耐磨性、高的疲劳强度,较高的抗蚀性和抗胶合性能且变形极小;当通过电镀或表面合金化处里后,则可改善齿轮工作表面摩擦性能,提高抗腐蚀性能 3、齿轮常用材料 齿轮常用材料摘要:齿轮依靠结构尺寸材料强度承受载荷要求材料具有强度韧性耐磨性齿轮形状复杂齿轮精度要求要求材料工艺常用材料锻钢铸钢铸铁锻钢硬度分为大类HB称为软齿称为硬度HB工艺过程锻造毛坯正火粗车调质加工常用材料SiMnCr 液体动静压轴承常用轴壳配轴承轴承的密封类型精密轴承工序间防锈新工艺轴承寿命强化

常用齿轮材料及热处理

常用齿轮材料及热处理: 为了保证齿轮工作的可靠性,提高其使用寿命,齿轮的材料及其热处理应根据工作条件和材料的特点来选取。 对齿轮材料的基本要求是:应使齿面具有足够的硬度和耐磨性,齿心具有足够的韧性,以防止齿面的各种失效,同时应具有良好的冷、热加工的工艺性,以达到齿轮的各种技术要求。 常用的齿轮材料为各种牌号的优质碳素结构钢、合金结构钢、铸钢、铸铁和非金属材料等。一般多采用锻件或轧制钢材。当齿轮结构尺寸较大,轮坯不易锻造时,可采用铸钢。开式低速传动时,可采用灰铸铁或球墨铸铁。低速重载的齿轮易产生齿面塑性变形,轮齿也易折断,宜选用综合性能较好的钢材。高速齿轮易产生齿面点蚀,宜选用齿面硬度高的材料。受冲击载荷的齿轮,宜选用韧性好的材料。对高速、轻载而又要求低噪声的齿轮传动,也可采用非金属材料、如夹布胶木、尼龙等。 钢制齿轮的热处理方法主要有以下几种: 1.表面淬火常用于中碳钢和中碳合金钢,如45、40Cr钢等。表面淬火后,齿面硬度一般为40~55HRC。特点是抗疲劳点蚀、抗胶合能力高,耐磨性好。由于齿心部末淬硬,齿轮仍有足够的韧性,能承受不大的冲击载荷。 2.渗碳淬火常用于低碳钢和低碳合金钢,如20、20Cr钢等。渗碳淬火后齿面硬度可达56~62HRC,而齿心部仍保持较高的韧性,轮齿的执弯强度和齿面接触强度高,耐磨性较好,常用于受冲击载荷的重要齿轮传动。齿轮经渗碳淬火后,轮齿变形较大,应进行磨齿。 3.渗氮渗氮是一种表面化学热处理。渗氮后不需要进行其他热处理,齿面硬度可达700~900HV。由于渗氮处理后的齿轮硬度高,工艺温度低,变形小,故适用于内齿轮和难以磨削的齿轮,常用于含铬、铜、铅等合金元素的渗氮钢,如38CrMoAlA。 4.调质调质一般用于中碳钢和中碳合金钢,如45、40Cr、35SiMn钢等。调质处理后齿面硬度一般为220~280HBS。因硬度不高,轮齿精加工可在热处理后进行。 5.正火正火能消除内应力,细化晶粒,改善力学性能和切削性能。机械强度要求不高的齿轮可采用中碳钢正火处理,大直径的齿轮可采用铸钢正火处理。 一般要求的齿轮传动可采用软齿面齿轮。为了减小胶合的可能性,并使配对的大小齿轮寿命相当,通常使小齿轮齿面硬度比大齿轮齿面硬度高出30-50HBS。对于高速、重载或重要的齿轮传动,可采用硬齿面齿轮组合,齿面硬度可大致相同。 来源:https://www.360docs.net/doc/bf4903375.html,

渗碳淬火质量缺陷分析

齿轮渗碳后淬火的质量分析 摘要:通过对齿轮渗碳淬火后出现质量问题的分析和处理,论述了齿轮淬火产生缺陷的原因,提出了控制淬火过程和合理选用淬火介质应该注意的一些问题。 1 齿轮渗碳淬火常见质量问题 (1)淬火后硬度不足、硬度分布不均匀、硬化深度不够;(2)淬火后心部硬度过高;(3)淬火变形超差;(4)淬火开裂;(5)油淬后表面光亮度不够。 这类质量问题的出现往往与齿轮的材质、前处理、淬火加热、渗碳碳势和淬火冷却有关。在排除材质、前处理和加热渗碳中的问题后,淬火介质及相关技术的作用就特别突出了。近年来国外对淬火冷却问题的研究证明,它是提高热处理质量最值得注意的问题。 渗碳齿轮淬火常用油作冷却介质。因此,下面将首先分析齿轮淬火产生质量问题与淬火介质特性和用法的关系,并指出了淬火介质冷却速度的特点。最后介绍了常用淬火介质的特点和选用时的注意事项。 1.1 硬度不足与硬化层深度不够 淬火冷却速度偏低是造成齿轮淬火硬度不足、硬度不均和硬化深度不够的原因,冷却偏低又可以分为高温阶段冷速不足、中低温阶段冷速不足以及低温阶段冷速不足等情况。如对于中小齿轮,淬火硬度不足往往是中高温阶段冷速不足所致,而模数大的齿轮要求较深淬硬层时,提高低温冷却速度就非常必要了。 对于淬火用油,一般说,油的蒸气膜阶段短、中温冷速快、低温冷却速度快,往往能获得高而且均匀的淬火硬度和足够的淬硬深度。 工件装挂方式对淬火冷却效果也有明显影响。要使淬火油流动通畅,并配备和使用好搅拌装置,才能得到更好的冷却效果。 提高淬火介质的低温冷却速度,可以增大淬硬层深度。在渗层碳浓度分布相同的情况下,采用低温冷却速度高的淬火油,往往获得更深的淬火硬化层,因此,采用冷却速度快的淬火油,缩短渗碳时间,也能获得要求的淬硬层深度。要求的渗碳淬硬层深度越大,这种方法缩短渗碳时间的效果越明显。 1.2 淬火后心部硬度过高 这类问题主要与原材料淬透性、所选淬火油冷速过快或其低温冷却速度过高有关。解决办法之一是更换淬火油。办法之二是加入适当的添加剂来降低淬火油的中低温冷却速度。办法之三是改用淬透性更低的钢种。 1.3 淬火变形问题 引起变形的原因主要为冷却速度不足和冷却不均匀,比如,齿轮的内花键孔变形,往往是所选的淬火油高温冷速不足,或者说油的蒸气膜阶段过长的缘故。提高油的高温冷速并提高油在整个冷

齿轮热处理变形及预防

热加工 浙江双环传动机械股份有限公司技术中心 (玉环 317600) 史天振 吴思良 齿轮热处理变形及预防 变速箱齿轮在渗碳淬火过程中的变形问题一直是困扰和阻挠热处理生产的一大障碍,有效地控制热处理变形是降低成本和提高生产效率的有效手段。 为了控制变形,一般企业都会严格控制原材料淬透性带宽、等温正火质量、渗碳淬火冷却,以及校直等工序质量,来保证渗碳淬火后变形规律性。本文主要探讨渗碳淬火工序及校直工序对产品变形的影响。 1. 轴齿类零件变形预防及控制 轴齿类的变形主要表现在两个方面:一方面是齿跳;另一方面是齿形、齿向变化。轴类产品渗碳淬火后要进行校直才能进行齿形齿向的检测,在实际生产中齿跳检测比较麻烦、效率低,因此一般厂家均采用测量相邻近部位轴向跳动来间接反映齿跳的大小。 在实际生产中我们也发现,变形的原因各不相同,有些是真正变形,有些是因为测量基准变化或遭到破坏而造成测量误差,后者往往表现为校直后齿跳检查合格,但齿向检测不合格。因此,在实际生产中要依据不同的情况进行分析解决和预防。 案例一:某电动工具轴在多用炉渗碳淬火后变形不规律,造成后续校直工序难度很大。为了解决这个问题,我们更换了不同的装卡方式(见图1、图2),但实际效果不够理想。 图1 网格定位下支撑热后需要校直约40% 图2 卡环定位悬挂热后需要 校直约36%从装卡方式变换后的测量结果看,如果造成变形的主要原因不是装卡方式,那一定就是与淬火冷却有直接关系。为了验证这一设想,将图3所示的整炉产品从最外层到里层逐根进行跳动检测,发现最外层变形比例 最高,且具有方向性;到第三层以后变形明显降低。到现最大跳动量均在0.02m m以下,这说明变形不是由于加热产生。那问题的关键就是淬火冷却过程的影响,结合该产品的装料方式和工装情况,加上前面试验结果综合分析,最大可能就是淬火台下降开始淬火时,由于工件太小、装料密集,淬火油从下向上流动受阻,大量淬火油是从侧面向料盘中央流动,这实际上就相当于外侧面的轴是“横着入油”淬火,必然在轴的两侧面因相变不同时性而造成宏观变形。 确认变形的主要原因后,在装料后四周加上挡板,保证淬火时淬火油强制由底部向上部流动,问题得到解决。渗碳淬火后84%工件不需要校直,12%工件跳动在0.02~0.05m m,仅有4%工件跳动在0.05~0.10m m,校直后100%符合技术要求。同时也大大地降低了校直工作量,提高了生产效率。 案例二:某变速箱输入、输出轴,工艺试验时热前、热后变形规律很好,但成品发货抽检时,齿形、齿向检测结果很差,尤其是齿向交叉。 底是加热影响、冷却影响还是加热和冷却双重影响?我们又进一步取小批量滚齿后产品加热到渗碳温度后保温30m i n拉到前室缓冷至室温,出炉后100%检测跳动,发 图3 改进前装炉方式

齿轮材料的选择原则是什么

齿轮材料的选择原则 齿轮的材料及其选择原则 由轮齿的失效形式可知,设计齿轮传动时,应使齿面具有较高的抗磨损、抗点蚀、抗胶合及抗塑性变形的能力,而齿根要有较高的抗折断能力。因此,对齿轮材料性能的基本要求为齿面要硬、齿芯要韧。 (一)常用的齿轮材料 1(钢 钢材的韧性好,耐冲击,还可通过热处理或化学热处理改善其力学性能及提高齿面的硬度,故最适于用来制造齿轮。 (1)锻钢 除尺寸过大或者是结构形状复杂只宜铸造者外,一般都用锻钢制造齿轮,常用的是含碳量在0. 15%~0.6%的碳钢或合金钢。 制造齿轮的锻钢可分为: 1)经热处理后切齿的齿轮所用的锻钢。、 对于强度、速度及精度都要求不高的齿轮,应采用软齿面(硬度?350 HBS)以便于切齿,并使刀具不致迅速磨损变钝。因此,应将齿轮毛坯经过常化(正火)或调质处理后切齿。切制后即为成品。其精度一般为8级,精切时可达7级。这类齿轮制造简便、经济、生产率高。 2)需进行精加工的齿轮所用的锻钢。 高速、重载及精密机器(如精密机床、航空发动机)所用的主要齿轮传动,除要求材料性能优良,轮齿具有高强度及齿面具有高硬度(如58~ 65 HRC)外,还应进行磨齿等精加工。需精加工的齿轮目前多是先切齿,再做表面硬化处理,最后进行

精加工,精度可达5级或4级。这类齿轮精度高,价格较贵,所用热处理方法有表面淬火、渗碳、氮化、软氮化及氰化等。所用材料视具体要求及热处理方法而定。 合金钢材根据所含金属的成分及性能,可分别使材料的韧性、耐冲击、耐磨及抗胶合的性能等获得提高,也可通过热处理或化学热处理改善材料的力学性能及提高齿面的硬度。所以对于既是高速、重载,又要求尺寸小、质量小的航空用齿轮,就都用性能优良的合金钢(如20CrMnTi、20Cr2Ni4A等)来制造。 由于硬齿面齿轮具有力学性能高、结构尺寸小等优点,因而一些工业发达的国家在一般机械中也普遍采用了中、硬齿面的齿轮传动。 (2)铸钢 铸钢的耐磨性及强度均较好,但应经退火及常化处理,必要时也可进行调质。铸钢常用于尺寸较大的齿轮。 2(铸铁 灰铸铁性质较脆,抗冲击及耐磨性都较差,但抗胶合及抗点蚀的能力较好。灰铸铁齿轮常用于工作平稳,速度较低,功率不大的场合。 3(非金属材料 对高速、轻载及精度不高的齿轮传动,为了降低噪声,常用非金属材料(如夹布塑胶、尼龙等)做小齿轮,大齿轮仍用钢或铸铁制造。为使大齿轮具有足够的抗磨损及抗点蚀的能力,齿面的硬度应为250—350 HBS。 常用的齿轮材料及其力学性能列于表10 -1。

常用齿轮材料及热处理

常用齿轮材料及热处理 Company Document number:WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

常用齿轮材料及热处理: 为了保证齿轮工作的可靠性,提高其使用寿命,齿轮的材料及其热处理应根据工作条件和材料的特点来选取。 对齿轮材料的基本要求是:应使齿面具有足够的硬度和耐磨性,齿心具有足够的韧性,以防止齿面的各种失效,同时应具有良好的冷、热加工的工艺性,以达到齿轮的各种技术要求。 常用的齿轮材料为各种牌号的优质碳素结构钢、合金结构钢、铸钢、铸铁和非金属材料等。一般多采用锻件或轧制钢材。当齿轮结构尺寸较大,轮坯不易锻造时,可采用铸钢。开式低速传动时,可采用灰铸铁或球墨铸铁。低速重载的齿轮易产生齿面塑性变形,轮齿也易折断,宜选用综合性能较好的钢材。高速齿轮易产生齿面点蚀,宜选用齿面硬度高的材料。受冲击载荷的齿轮,宜选用韧性好的材料。对高速、轻载而又要求低噪声的齿轮传动,也可采用非金属材料、如夹布胶木、尼龙等。 钢制齿轮的热处理方法主要有以下几种: 1.表面淬火常用于中碳钢和中碳合金钢,如45、40Cr钢等。表面淬火后,齿面硬度一般为40~55HRC。特点是抗疲劳点蚀、抗胶合能力高,耐磨性好。由于齿心部末淬硬,齿轮仍有足够的韧性,能承受不大的冲击载荷。 2.渗碳淬火常用于低碳钢和低碳合金钢,如20、20Cr钢等。渗碳淬火后齿面硬度可达56~62HRC,而齿心部仍保持较高的韧性,轮齿的执弯强度和齿面接触强度高,耐磨性较好,常用于受冲击载荷的重要齿轮传动。齿轮经渗碳淬火后,轮齿变形较大,应进行磨齿。

3.渗氮渗氮是一种表面化学热处理。渗氮后不需要进行其他热处理,齿面硬度可达700~900HV。由于渗氮处理后的齿轮硬度高,工艺温度低,变形小,故适用于内齿轮和难以磨削的齿轮,常用于含铬、铜、铅等合金元素的渗氮钢,如38CrMoAlA。 4.调质调质一般用于中碳钢和中碳合金钢,如45、40Cr、35SiMn钢等。调质处理后齿面硬度一般为220~280HBS。因硬度不高,轮齿精加工可在热处理后进行。 5.正火正火能消除内应力,细化晶粒,改善力学性能和切削性能。机械强度要求不高的齿轮可采用中碳钢正火处理,大直径的齿轮可采用铸钢正火处理。 一般要求的齿轮传动可采用软齿面齿轮。为了减小胶合的可能性,并使配对的大小齿轮寿命相当,通常使小齿轮齿面硬度比大齿轮齿面硬度高出30- 50HBS。对于高速、重载或重要的齿轮传动,可采用硬齿面齿轮组合,齿面硬度可大致相同。

齿轮材料热处理规范及其质量要求

齿轮材料热处理规范及其质量要求 正确选择齿轮固然很重要,但如果没有选择好适宜的热处理,那将是前功尽弃,可以说材料选择是前提,热处理方法得当是关键。 一、齿轮热处理方式与其性能特性 1、调质处理: 调质处理使材料获得优良的综合性能,这种热处理常常用于中碳钢和中碳合金钢,如45#、40Cr或40MnB材料,如果齿轮受到的冲击应力和齿面接触应力不是很大的情况下,这种热处理是适宜的,这种材料强韧性使得齿轮齿根抗弯曲能力强,抗疲劳能力也是优良的。但是调质处理齿轮齿面硬度不够,耐磨性偏差。 2、调质处理+表面淬火: 这种热处理方式补充单一调质处理的不足,使齿轮齿面硬度得到提高,耐磨性也随之增强,但是另一个问题仍未解决,就是中碳钢和中碳合金钢材料经过处理后,其冲击韧性尚不能令人满意,在高冲击应力的场合下仍不宜使用。 表面淬火有两种工艺:火焰淬火和高频淬火。 3、正火+渗碳淬火回火 这种热处理是针对低碳合金渗碳钢(如20CrMnTi、20CrNiMo等)而使用的,正火是用以改善原材料组织,便于齿轮粗加工;渗碳使齿面含碳量提高,在其后淬火回火中获得高硬度的回火马氏体组织,以提高齿轮的耐磨性。同时齿轮心部在淬火回火中获得低碳回火马氏体,强度高、韧性好,不仅可以承受高的载荷、大的冲击应力,而且抗疲劳性能也十分优异。 这种热处理也不是没有缺点,首先齿轮在渗碳淬火回火还要精加工,硬度过高会给精加工带来了困难;其次,渗碳淬火回火为了得到回火马氏体,回火温度低(200-300℃),热处理应力未能完全消除,在以后的使用中会逐渐释放造成齿轮微小变形,所以不能用于精密传动的齿轮。 这里的渗碳淬火回火,也包含碳氮共渗淬火回火。 4、调质+渗氮

大型齿轮渗碳淬火变形原因及控制

大型齿轮渗碳淬火变形原因及控制 摘要: 本文主要从影响大型齿轮渗碳淬火变形的几个方面入手,分析其产生的原因,并采取相应措施,通过良好的设计及机加工与热处理工序间的相互配合,采用合理的工艺,从而使工件产生变形的应力减少,以减少热处理变形,提高工件的质量。 关键词大型齿轮变形控制渗碳淬火 1 引言 大型齿轮渗碳淬火的变形直接关系到齿轮强度、精度等质量指标。对于渗碳淬火的齿轮,特别是大型齿轮,其变形量很大,且难以控制。较大的变形不仅会使磨齿加工的磨量增加,成本提高,而且影响齿轮制造精度,降低承载能力,最终寿命也会大大下降。大型齿轮渗碳淬火热处理变形主要是由于工件在机加工时产生的残余应力,热处理过程中产生的热应力和组织应力以及工件自重变形等共同作用而产生的。影响齿轮渗碳淬火变形的因素很多,包括齿轮的几何形状、原材料及冶金质量、锻造和机加工的残余应力、装料方式和热处理工艺及设备等诸方面。掌握变形规律,减少齿轮渗碳淬火变形,能够提高齿轮的承载能力和使用寿命,对缩短制造周期,降低生产成本也都具有重要意义。 2 大型齿轮渗碳淬火变形规律 对大型齿轮质量和寿命影响最大的变形来自齿轮外径、公法线长度和螺旋角等。一般说来,变形趋势如下: 2.1 大型齿轮变形规律:大型齿轮渗碳淬火后齿顶圆外径呈明显胀大趋势,且上下不均匀呈锥形;径长比(齿轮外径/齿宽)越大,外径胀大量越大。碳浓度失控偏高时,齿轮外径呈收缩趋势。 2.2 大型齿轮轴变形规律:齿顶圆外径呈明显收缩趋势,但一根齿轴的齿宽方向上,中间呈缩小,两端略有胀大 2.3 齿圈变形规律:大型齿圈经渗碳淬火后,其外径均胀大,齿宽大小不同时,齿宽方向呈锥形或腰鼓形。 3 渗碳淬火齿轮变形原因 3.1 渗碳件变形的实质

齿轮热处理

1 齿轮热处理概述众所周知,齿轮是机械设备中关键的零部件,它广泛的 用于汽车、飞机、坦克、齿轮传动是近代机它具有传动准确、结构紧凑使用寿命长等优点。轮船等工业领域。是机械产品重要器中最常见的一种机械振动是传递机械动力和运动的一种重要形式、基础零件。它与带、链、摩擦、液压等机械相比具有功率范围大,传动效率高、圆周速度高、传动比准确、使用寿命长、尺寸结构小等一系列优点。因此它已成为许多机由于齿轮在工业械产品不可缺少的传 动部件,也是机器中所占比例最大的传动形式。得益于近年来汽车、风电、. 发 展中的突出地位,使齿轮被公认为工业化的一种象征据大规格齿轮加工机床的需求增长十分耀眼。核电行业的拉动,汽车齿轮加工机床、近年来涉及齿轮加工机床制造的企业也日益增随着齿轮加工机床需求的增加,了解,多。无论是传统的汽车、船舶、航空航天、军工等行业,还是近年来新兴的高铁、铁对齿轮加工机床制都对机床工具行业的快速发展提出了紧迫需求,路、电子等行业,万吨。但 我国齿轮的质量年将达到200 2012 造商提出了新的要求。据权威部门预测主要 表现在齿轮的平均使用寿与其他发达国家的同类产品相较还是具有一定的差距,本设计是在课堂学习热处理知识后的探索和单位产品能耗、生产率这几方面上。命、并按重点是制定合理的热处理规程,尝试,其内容讨论如何设计齿轮的热处理工艺,此设计齿轮的热处理方法。齿轮是机械工业中应用最广泛的重要零件之一。其主要作用是传递动力,改变运 动速度和方向。是主要零件。其服役条件如下:齿轮工作时,通过齿面的接触来传递动力。两齿轮在相对运动过程中,既有滚动,(1)在齿根部位受因此,齿轮 表面受到很大的接触疲劳应力和摩擦力的作用。又有滑动。到很大的弯曲应力作用;word 编辑版. ⑵高速齿轮在运转过程中的过载产生振动,承受一定的冲击力或过载;⑶在一些特殊环境下,受介质环境的影响而承受其它特殊的力的作用。因此,齿轮的表面有高的硬度和耐磨性,高接触疲劳强度,有较高的齿根抗弯强度,高的心部 抗冲击能力。齿轮常用材料有。20Cr ,20CrMnTi, 18Cr2Ni4WA①20Cr降温直接淬火对渗碳时有晶粒长大倾向,有较高的强度及淬透性,但韧性较差。可切削性良好,冲击韧性影响较大,因而渗碳后进行二次淬火提高零件心部韧性;20Cr 为珠光体,焊接性较好,焊后一般不需热处理。但退火后较差;②20CrMnTi 20CrMnTi是性能良好的渗碳钢,淬透性较高,经渗碳淬火后具有高的强度和 韧性,特别是具有较高的低温冲击韧性,切削加工性良好,加工变形小,抗疲劳性能好。 ③18Cr2Ni4WA

齿轮材料及热处理

齿轮材料及热处理 常用的齿轮材料是各种牌号的优质碳素钢、合金结构钢、铸钢和铸铁等。齿轮毛坯一般多采用锻件或轧制钢材,当齿轮较大(例如直径大于400~600mm)而轮坯不易锻造时,可采用铸钢;开式低速传动可采用灰铸铁;球墨铸铁有时可代替铸钢。列出了常用的齿轮材料及其热处理后的硬度。 齿轮常用的热处理方法有以下几种: 1.表面淬火一般用于中碳钢和中碳合金钢,例如45钢、40Cr等。表面淬火后轮齿变形不大,可在不磨齿的情况下达到7级精度,齿面硬度可达52~56HRC。由于齿面接触强度高,耐磨性好,而齿芯部未淬硬仍有较高的韧性,故能承受一定的冲击载荷。表面淬火的方法有高频淬火和火焰淬火等。 2.渗碳淬火渗碳钢为含碳量0.15%~0.25%的低碳钢和低碳合金钢,例如20、20Cr等。渗碳淬火后齿面硬度可达56~62HRC,齿面接触强度高、耐磨性好,而齿芯部仍保持有较高的韧性,常用于受冲击载荷的重要齿轮传动。通常渗碳淬火后变形较大,需要磨齿。 3.调质调质一般用于中碳钢和中碳合金钢。例如45、40Cr、35SiMn等。调质处理后齿面硬度一般为220~260HBS。因硬度不高,故可在热处理以后精切齿形,且在使用中易于跑合。 4.正火正火能消除内应力、细化晶粒、改善力学性能和切削性能。机械强度要求不高的齿轮可用中碳钢正火处理。大直径的齿轮可用铸钢正火处理。 5.渗氮渗氮是一种化学热处理。渗氮后不再进行其他热处理,齿面硬度可达60~62 HRC。因氮化处理温度低,齿的变形小,因此适用于难以磨齿的场合(例如内齿轮)。氮化层一般不厚且较脆,故不宜用于有冲击的场合。常用的渗氮钢为38CrMoAlA。 上述五种热处理中,调质和正火后的齿面硬度较低(HBS≤350),为软齿面齿轮;其他三种的齿面硬度较高,为硬齿面齿轮。软齿面工艺过程较简单,适用于一般传动。当大小齿轮都是软齿面时,考虑到小齿轮齿根较薄,且受载次数较多,弯曲强度较低,一般应使小齿轮齿面硬度比大齿轮高20~50HBS。硬齿面齿轮承载能力高,但需专门设备磨齿,常用于要求结构紧凑或生产批量大的齿轮。 常用的齿轮材料 类别牌号热处理硬度(HBS或HRC) 优质碳素钢 35正火150~180HBS 调质180~210HBS 表面淬火40~45HRC 45正火170~210HBS

齿轮渗碳淬火变形原因及其控制

齿轮及齿圈渗碳淬火变形原因及其控制的措施 1 引言 齿轮渗碳淬火的变形直接关系到齿轮质量指标。对于渗碳淬火的齿轮,特别是大型齿轮,其变形量很大,且难以控制。较大的变形不仅会使磨齿加工的磨量增加,成本提高,而且影响齿轮制造精度,降低承载能力,最终寿命也会大大下降。齿轮渗碳淬火热处理变形主要是由于工件在机加工时产生的残余应力,热处理过程中产生的热应力和组织应力以及工件自重变形等共同作用而产生的。影响齿轮渗碳淬火变形的因素很多,包括齿轮的几何形状、原材料及冶金质量、锻造和机加工的残余应力、装料方式和热处理工艺及设备等诸方面。掌握变形规律,减少齿轮渗碳淬火变形,能够提高齿轮的承载能力和使用寿命,对缩短制造周期,降低生产成本也都具有重要意义。 2 齿轮渗碳淬火变形规律 对齿轮质量和寿命影响最大的变形来自齿轮外径、公法线长度和螺旋角等。一般说来,变形趋势如下: 2.1 齿轮变形规律:齿轮渗碳淬火后齿顶圆外径呈明显胀大趋势,且上下不均匀呈锥形;径长比越大,外径胀大量越大。碳浓度失控偏高时,齿轮外径呈收缩趋势。 2.2 齿轮轴变形规律:齿顶圆外径呈明显收缩趋势,但一根齿轴的齿宽方向上,中间呈缩小,两端略有胀大。 2.3 齿圈变形规律:大型齿圈经渗碳淬火后,其外径均胀大,齿宽大小不同时,齿宽方向呈锥形或腰鼓形。 3 渗碳淬火变形原因 3.1 渗碳件变形的实质 渗碳的低碳钢,原始相结构是由铁素体和少量珠光体组成,铁素体量约占整个体积的80%。当加热至AC1以上温度时,珠光体转变为奥氏体,900℃铁素体全部转变为奥氏体。910—930℃渗碳时,零件表面奥氏体区碳浓度增加至0.75—1.2%,这部分碳浓度高的奥氏体冷至Ar1以下才开始向珠光体、索氏体转变,而心部区的低碳奥氏体在900℃即开始分解为铁素体,冷至550℃左右全部转变完成。心部奥氏体向铁素体转变是比容增大的过程,表层奥氏体冷却时是热收缩量增加的变化过程。在整个冷却过程中,心部铁素体生成时总是受着表层高碳奥氏体区的压应力。此外,齿轮由于模数大、渗层深,渗碳时间较长,由于自重影响,也会增加变形。 3.2 齿轮渗碳淬火变形的原因 工件淬火时,淬火应力越大,相变越不均匀,比容差越大,则淬火变形越严重。淬火变形还与钢的屈服强度有关,塑性变形抗力越大,其变形程度就越小。 3.3齿圈变形原因 3.3.1齿圈厚薄的影响,淬火冷却时各部位冷却速度的差别而导致组织转变的不同; 3.3.2因装夹等不当及零件自重导致变形; 3.3.3淬火时产生的应力不平衡是变形的主原因。

常用齿轮材料及热处理

常用齿轮材料及热处理公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]

常用齿轮材料及热处理: 为了保证齿轮工作的可靠性,提高其使用寿命,齿轮的材料及其热处理应根据工作条件和材料的特点来选取。 对齿轮材料的基本要求是:应使齿面具有足够的硬度和耐磨性,齿心具有足够的韧性,以防止齿面的各种失效,同时应具有良好的冷、热加工的工艺性,以达到齿轮的各种技术要求。 常用的齿轮材料为各种牌号的优质碳素结构钢、合金结构钢、铸钢、铸铁和非金属材料等。一般多采用锻件或轧制钢材。当齿轮结构尺寸较大,轮坯不易锻造时,可采用铸钢。开式低速传动时,可采用灰铸铁或球墨铸铁。低速重载的齿轮易产生齿面塑性变形,轮齿也易折断,宜选用综合性能较好的钢材。高速齿轮易产生齿面点蚀,宜选用齿面硬度高的材料。受冲击载荷的齿轮,宜选用韧性好的材料。对高速、轻载而又要求低噪声的齿轮传动,也可采用非金属材料、如夹布胶木、尼龙等。 钢制齿轮的热处理方法主要有以下几种: 1.表面淬火? 常用于中碳钢和中碳合金钢,如45、40Cr钢等。表面淬火后,齿面硬度一般为40~55HRC。特点是抗疲劳点蚀、抗胶合能力高,耐磨性好。由于齿心部末淬硬,齿轮仍有足够的韧性,能承受不大的冲击载荷。 2.渗碳淬火? 常用于低碳钢和低碳合金钢,如20、20Cr钢等。渗碳淬火后齿面硬度可达56~62HRC,而齿心部仍保持较高的韧性,轮齿的执弯强度和齿面接触强度高,耐磨性较好,常用于受冲击载荷的重要齿轮传动。齿轮经渗碳淬火后,轮齿变形较大,应进行磨齿。??? 3.渗氮? 渗氮是一种表面化学热处理。渗氮后不需要进行其他热处理,齿面硬度可达700~900HV。由于渗氮处理后的齿轮硬度高,工艺温度低,变形小,故适用于内齿轮和难以磨削的齿轮,常用于含铬、铜、铅等合金元素的渗氮钢,如38CrMoAlA。 4.调质? 调质一般用于中碳钢和中碳合金钢,如45、40Cr、35SiMn钢等。调质处理后齿面硬度一般为220~280HBS。因硬度不高,轮齿精加工可在热处理后进行。? 5.正火? 正火能消除内应力,细化晶粒,改善力学性能和切削性能。机械强度要求不高的齿轮可采用中碳钢正火处理,大直径的齿轮可采用铸钢正火处理。 一般要求的齿轮传动可采用软齿面齿轮。为了减小胶合的可能性,并使配对的大小齿轮寿命相当,通常使小齿轮齿面硬度比大齿轮齿面硬度高出30- 50HBS。对于高速、重载或重要的齿轮传动,可采用硬齿面齿轮组合,齿面硬度可大致相同。 来源:

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