常用齒輪材料的選擇及熱處理工藝

1、.齒輪材料的選擇及其熱處理工藝1、齒輪材料的選擇原則-齒輪材料的種類(lèi)很多，在選擇時(shí)應(yīng)考慮的因素也很多，下述幾點(diǎn)可供選擇材料時(shí)參考：    1）齒輪材料必須滿(mǎn)足工作條件的要求。例如，用于飛行器上的齒輪，要滿(mǎn)足質(zhì)量小、傳遞功率大和可靠性高的要求，因此必須選擇機(jī)械性能高的合金銀；礦山機(jī)械中的齒輪傳動(dòng)，一般功率很大、工作速度較低、周?chē)h(huán)境中粉塵含量極高，因此往往選擇鑄鋼或鑄鐵等材料；家用及辦公用機(jī)械的功率很小，但要求傳動(dòng)平穩(wěn)、低噪聲或無(wú)噪聲、以及能在少潤(rùn)滑或無(wú)潤(rùn)滑狀態(tài)下正常工作，因此常選用工程塑料作為齒輪材料。總之，工作條件的要求是選擇齒輪材料時(shí)首先應(yīng)考慮的因素

2、。    2）應(yīng)考慮齒輪尺寸的大小、毛坯成型方法及熱處理和制造工藝。大尺寸的齒輪一般采用鑄造毛坯，可選用鑄鋼或鑄鐵作為齒輪材料。中等或中等以下尺寸要求較高的齒輪常選用鍛造毛坯，可選擇鍛鋼制作。尺寸較小而又要求不高時(shí)，可選用圓鋼作毛坯。    齒輪表面硬化的方法有：滲碳、氨化和表面淬火。采用滲碳上藝時(shí)，應(yīng)選用低碳鋼或低碳含金鋼作齒輪材料；氨化鋼和調(diào)質(zhì)鋼能采用氮化工藝；采用表面淬火時(shí)，對(duì)材料沒(méi)有特別的要求。    3）正火碳鋼，不論毛坯的制作方法如何，只能用于制作在載荷平穩(wěn)或輕度

3、沖擊下工作的齒輪，不能承受大的沖擊載荷；調(diào)質(zhì)碳鋼可用于制作在中等沖擊載荷下工作的齒輪。    4）合金鋼常用于制作高速、重載并在沖擊載荷下工作的齒輪。    5）飛行器中的齒輪傳動(dòng)，要求齒輪尺寸盡可能小，應(yīng)采用表面硬化處理的高強(qiáng)度合金鋼。   6）金屬制的軟齒面齒輪，配對(duì)兩輪齒面的硬度差應(yīng)保持為3050HBS或更多。當(dāng)小齒輪與大齒輪的齒面具有較大的硬度差（如小齒輪齒面為淬火并磨制，大齒輪齒面為?；蛘{(diào)質(zhì)）；且速度又較高時(shí)，較硬的小齒輪齒面對(duì)較軟的大齒輪齒面會(huì)起較顯著的冷作硬化效應(yīng)，從而提高了大齒

4、輪齒面的疲勞極限。因此，當(dāng)配對(duì)的兩齒輪齒面具有較大的硬度差時(shí)，大齒輪的接觸疲勞許用應(yīng)力可提高約  20，但應(yīng)注意硬度高的齒面，粗糙度值也要相應(yīng)地減小。2、齒輪材料的選擇齒輪齒條是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的一種機(jī)械傳動(dòng)零件。齒輪傳動(dòng)通過(guò)輪齒互相嚙合來(lái)傳遞空間任意兩軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，并可以改變運(yùn)動(dòng)的形式和速度。齒輪傳動(dòng)使用范圍廣，傳動(dòng)比恒定，效率較高，使用壽命。在機(jī)械零件產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中，不僅要考慮材料的性能能夠適應(yīng)零件的工作條件，使零件經(jīng)久耐用，而且要求材料有較好的加工工藝性能和經(jīng)濟(jì)性，以便提高零件的生產(chǎn)率，降低成本，減少消耗。如果齒輪材料選擇不當(dāng)，則會(huì)出現(xiàn)零件的過(guò)早損傷，

5、甚至失效。因此如何合理地選擇和使用金屬材料是一項(xiàng)十分重要的工作。滿(mǎn)足材料的機(jī)械性能，材料的機(jī)械性能包括強(qiáng)度、硬度、塑性及韌性等，反映材料在使用過(guò)程中所表現(xiàn)出來(lái)的特性。齒輪在嚙合時(shí)齒面接觸處有接觸應(yīng)力，齒根部有最大彎曲應(yīng)力，可能產(chǎn)生齒面或齒體強(qiáng)度失效。齒面各點(diǎn)都有相對(duì)滑動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生磨損。齒輪主要的失效形式有齒面點(diǎn)蝕、齒面膠合、齒面塑性變形和輪齒折斷等。因此要求齒輪材料有高的彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度，齒面要有足夠的硬度和耐磨性，芯部要有一定的強(qiáng)度和韌性。例如，在確定大、小齒輪硬度時(shí)應(yīng)注意使小齒輪的齒面硬度比大齒輪的齒面硬度高30-50HBS， 是因?yàn)樾↓X輪受載荷次數(shù)比大齒輪多，且小齒輪齒根較薄，強(qiáng)

6、度低于大齒輪。為使兩齒輪的輪齒接近等強(qiáng)度，小齒輪的齒面要比大齒輪的齒面硬一些。另一方面，根據(jù)材料的使用性能確定了材料牌號(hào)后。要明確材料的機(jī)械性能或材料硬度，然后我們可以通過(guò)不同的熱處理工藝達(dá)到所要求的硬度范圍，從而賦予材料不同的機(jī)械性能。如材料為40Cr合金鋼的齒輪，當(dāng)840-860油淬，540-620回火時(shí)，調(diào)質(zhì)硬度可達(dá)28-32HRC，可改善組織、提高綜合機(jī)械性能；當(dāng)860-880油淬，240280回火時(shí)，硬度可達(dá)46-51HRC，則鋼的表面耐磨性能好，芯部韌性好，變形小；當(dāng)500-560氮化處理，氮化層0.15-0.6mm時(shí)，硬度可達(dá)52-54HRC，則鋼具有高的表面硬度、高的耐磨性、高

7、的疲勞強(qiáng)度，較高的抗蝕性和抗膠合性能且變形極?。划?dāng)通過(guò)電鍍或表面合金化處里后，則可改善齒輪工作表面摩擦性能，提高抗腐蝕性能3、齒輪常用材料齒輪常用材料摘要：齒輪依靠結(jié)構(gòu)尺寸材料強(qiáng)度承受載荷要求材料具有強(qiáng)度韌性耐磨性齒輪形狀復(fù)雜齒輪精度要求要求材料工藝常用材料鍛鋼鑄鋼鑄鐵鍛鋼硬度分為大類(lèi)HB稱(chēng)為軟齒稱(chēng)為硬度HB工藝過(guò)程鍛造毛坯正火粗車(chē)調(diào)質(zhì)加工常用材料SiMnCr 液體動(dòng)靜壓軸承常用軸殼配軸承軸承的密封類(lèi)型精密軸承工序間防銹新工藝軸承壽命強(qiáng)化試驗(yàn)偏心軸的一種加工詳解并聯(lián)機(jī)床的設(shè)計(jì)理論與關(guān)鍵技術(shù)無(wú)油軸承帶動(dòng)模具行業(yè)革命我國(guó)軸承壽命強(qiáng)化試驗(yàn)方興未艾(一)我國(guó)軸承壽命強(qiáng)化試驗(yàn)方興未艾（二） 齒輪是依靠本

8、身的結(jié)構(gòu)尺寸和材料強(qiáng)度來(lái)承受外載荷的，這就要求材料具有較高強(qiáng)度韌性和耐磨性；由于齒輪形狀復(fù)雜，齒輪精度要求高，還要求材料工藝性好。常用材料為鍛鋼、鑄鋼、鑄鐵。 一、鍛鋼 根據(jù)齒面硬度分為兩大類(lèi) HB350時(shí)，稱(chēng)為軟齒面 H8350時(shí)，稱(chēng)為硬齒面 l齒面硬度 HB350 工藝過(guò)程：鍛造毛坯正火-粗車(chē)調(diào)質(zhì)、精加工 常用材料；45#、35SiMn、40Cr、40CrNi、40MnB 特點(diǎn)： 具有較好的綜合性能，齒面具有較高強(qiáng)度和硬度，齒芯具有較好韌性。 熱處理后切齒精度可達(dá)8級(jí) 。制造簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)率高，對(duì)精度要求不高 。2齒面硬度 HB350 采用中碳鋼時(shí)： 工藝過(guò)程：鍛造毛坯?；智姓{(diào)質(zhì)精切高

9、、中頻淬火低溫回火珩齒或研磨劑跑合、電火花跑合。 常用材料：45、40Cr、40CrNi 。特點(diǎn)： 齒面硬度高 HRC48-55，接觸強(qiáng)度高，耐磨性好。 齒芯保持調(diào)質(zhì)后的韌性，耐沖擊能力好，承載能力較高。 精度下降半數(shù)，可達(dá)7級(jí)精度。 適用于大量生產(chǎn)，如：汽車(chē)、機(jī)床等中速中載變速箱齒輪。 采用低碳鋼時(shí)： 鍛造毛坯?；智姓{(diào)質(zhì)精切滲碳淬火低溫回火磨齒。達(dá)6級(jí)、7級(jí)。 常用材料；20Cr、20CrMnTi、20MnB、20CrMnTo 。特點(diǎn)： 齒面硬度，承載能力強(qiáng)。 芯部韌性好，耐沖擊 。適合于高速、重載、過(guò)載傳動(dòng)或結(jié)構(gòu)要求緊湊的場(chǎng)合，機(jī)車(chē)主傳動(dòng)齒輪、航空齒輪。 二、鑄鋼 當(dāng)齒輪直徑d400mm

10、，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鍛造有困難時(shí)，可采用鑄鋼 。材料ZG45.ZG55，正火處理。?；?，調(diào)質(zhì)。 三、鑄鐵 抗膠合及抗點(diǎn)蝕能力強(qiáng)，但抗沖擊耐磨性差。 適合工作平穩(wěn)，功率不大低速或尺寸較大形狀復(fù)雜時(shí)用。能在缺油條件下工作，適于開(kāi)式傳動(dòng)。 四、非金屬材料 布質(zhì)、木質(zhì)、塑料、尼龍、適于高速輕載。 選取材料時(shí)應(yīng)考慮齒輪的工作條件不同，輪齒的破壞形式不同，是確定齒輪強(qiáng)度計(jì)算準(zhǔn)則和選擇材料和熱處理的根據(jù)。 1對(duì)于受沖擊載荷時(shí)，輪齒容易折斷應(yīng)選用韌性較好的材料，可選用低碳鋼滲碳淬火。 2對(duì)于高速閉式傳動(dòng)，齒面易點(diǎn)蝕，應(yīng)選用齒面硬度較好的材料，可選用中碳鋼表面淬火。 3對(duì)于低速中載，輪齒折斷，點(diǎn)蝕，磨損均可發(fā)生時(shí)，應(yīng)選

11、取機(jī)械強(qiáng)度，齒面硬度等綜合機(jī)械性能好的材料，可選中碳鋼調(diào)質(zhì)精切。 4力求材料品種少，便于管理，考慮資源和供應(yīng)情況。 5當(dāng)結(jié)構(gòu)尺寸要求緊湊，耐磨性高時(shí)，要采用合金鋼。 6制造單位的設(shè)備及技術(shù)情況4、8齒輪材料的選擇基本要求：齒面要硬，齒心要韌表： 常用材料及機(jī)械性能 材料牌號(hào)熱處理方法強(qiáng)度極限B（MPa）屈服極限S（MPa）硬度（HBS）齒芯部齒面HT250250170240 HT300300187255 HT350350197269 QT500-5常   化500147241 QT600-2600229320 ZG310-570580320156217 ZG340-6406

12、50350169229 45580290162217 ZG340-640調(diào)   質(zhì)700380241269 45650360217255 30CrMnSi1100900310360 35SiMn750450217269 38SiMnMo700550217269 40Cr700500241286 45調(diào)質(zhì)后表面淬火4050HRC40Cr4855HRC20Cr滲碳后淬火6504003005860HRC20CrMnTi110085012Cr2Ni4110085032020Cr2Ni41200110035035CrAIA調(diào)質(zhì)后氮化（氮化層厚0.30.5mm）950750255321

13、>85038CrMoALA1000850夾布膠帶1002535注：40Cr鋼可用40MnVB替代；20Cr、20CrMnTi鋼可用20Mn2B或20MnVB替代51、鍛鋼鋼材的韌性好，耐沖擊，還可以通過(guò)熱處理或化學(xué)熱處理改善其力學(xué)性能及提高齒面硬度，故最適應(yīng)于用來(lái)制造齒輪。除尺寸過(guò)大（da400600mm）或者是結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜只宜鑄造者外，一般都用鍛鋼制造齒輪，常用的是含碳量在(0.150.6)%的碳鋼或合金鋼。制造齒輪的鍛鋼可分為：軟齒面（硬度350HBS）：經(jīng)熱處理后切齒的齒輪所用的鍛鋼對(duì)于強(qiáng)度、速度及精度都要求不高的齒輪，應(yīng)采用以便于切齒，并使刀具不致迅速磨損變鈍。因此，應(yīng)將齒輪毛坯

14、經(jīng)過(guò)正火（正火）或調(diào)質(zhì)處理后切齒。切制后即為成品。其精度一般為8級(jí)，精切時(shí)可達(dá)7級(jí)。這類(lèi)齒輪制造簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)效率高。硬齒面（硬度350HBS）：需進(jìn)行精加工的齒輪所用的鍛鋼高速、重載及精密機(jī)器（如精密機(jī)床、航空發(fā)動(dòng)機(jī)）所用的主要齒輪傳動(dòng)，除要求材料性能優(yōu)良，輪齒具有高強(qiáng)度及齒面具有高硬度（如5865HRC）外，還應(yīng)進(jìn)行磨齒等精加工。需精加工的齒輪目前多是先切齒，再做表面硬化處理，最后進(jìn)行精加工，精度可達(dá)5級(jí)或4級(jí)。這類(lèi)齒輪精度高，價(jià)格較貴，所以熱處理方法有表面淬火、滲碳、氮化、軟氮化及氰化等。所以材料視具體要求及熱處理方法而定。合金鋼根據(jù)所含金屬的成分及性能，可分別使材料的韌性、耐沖擊、耐

15、磨及抗膠合的性能等獲得提高，也可通過(guò)熱處理或化學(xué)熱處理改善材料的力學(xué)性能及提高齒面的硬度。所以對(duì)于既是高速、重載又要求尺寸小、質(zhì)量小的航空用齒輪，就都用性能優(yōu)良的合金鋼（如20CrMnTi，20Cr2Ni4A等）來(lái)制造。2、鑄鋼鑄鋼的耐磨性及強(qiáng)度均較好，但應(yīng)經(jīng)退火及正火處理，必要時(shí)也可進(jìn)行調(diào)質(zhì)。鑄鋼常用于尺寸較大的齒輪。3鑄鐵灰鑄鐵性質(zhì)較脆，抗沖擊及耐磨性都較差，但抗膠合及抗點(diǎn)蝕的能力較好?；诣T鐵齒輪常用于工作平穩(wěn)、速度較低、功率不大的場(chǎng)合。4非金屬材料對(duì)高速輕載及精度不高的齒輪傳動(dòng)，為了降低噪聲，常用非金屬材料（如夾布膠木、尼龍等）做小齒輪，大齒輪仍用鋼或鑄鐵制造。為使大齒輪具有足夠的抗磨損

16、及抗點(diǎn)蝕的能力，齒面的硬度應(yīng)為250350HBS。6、齒輪的材料及毛坯是什么1高精齒輪的材料及熱處理 高精齒輪的材料及熱處理對(duì)高精齒輪的使用性能和壽命有很大的影響，選擇時(shí)主要考慮高精齒輪的工作條件、結(jié)構(gòu)尺寸、失效形式(如折斷、磨損或點(diǎn)蝕等)，使其具有良好的力學(xué)性能。常用的高精齒輪材料及其熱處理方法有： (1)中碳鋼(如45鋼)進(jìn)行調(diào)質(zhì)或表面淬火，綜合力學(xué)性能較好，用于低速、輕載或中載的一些不重要的齒輪。 (2)合金調(diào)質(zhì)鋼(如40Cr)進(jìn)行調(diào)質(zhì)或表面淬火，綜合力學(xué)性能更好，且熱處理變形小，適用于中速、中載及精度要求較高的高精齒輪。 (3)合金滲碳鋼(如20

17、Cr，20CrMnTi)進(jìn)行滲碳淬火或液體碳氮共滲，齒面硬度可達(dá)58HRC，且心部有較高韌性，適用于高速、重載和或有沖擊載荷的高精齒輪。(4)鑄鐵及其他非金屬材料(如尼龍、夾布膠木等)。這些材料強(qiáng)度低、易加工，適用于一些輕載的齒輪。 2高精齒輪毛坯高精齒輪毛坯的選擇取決于高精齒輪的材料、結(jié)構(gòu)形式與尺寸、使用條件及生產(chǎn)批量等因素。常用的高精齒輪毛坯有：(1)下料件用于一些不重要，受力不大且尺寸較小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的齒輪。(2)鍛件用于重要而受力較大的高精齒輪。(3)鑄鋼件用于直徑大或結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，不宜鍛造的齒輪。(4)鑄鐵件用于受力小，無(wú)沖擊的開(kāi)式傳動(dòng)的齒輪。制造齒輪可采用各種類(lèi)型的材料；通

18、常被選用的材料取決于齒輪的制造方法及齒輪將來(lái)的實(shí)際用途。齒輪可采用鑄造、切削或擠壓等方法制造。制作齒輪的典型材料有鑄鐵、鑄鋼、普通碳素鋼、合金鋼、鋁、磷青銅、酚醛塑料和尼龍等。直齒圓柱齒輪是最簡(jiǎn)單且成本最低的一類(lèi)齒輪；此外，有關(guān)直齒齒輪的一些定義通常也適合用于其它類(lèi)型的齒輪。理解下列各項(xiàng)定義十分重要，因?yàn)樵邶X輪裝置的設(shè)計(jì)工作中它們都是關(guān)鍵的因素。齒輪能以恒定的傳動(dòng)比將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)從一根軸傳遞到另一根軸。若軸之間互相平行，則可采用直齒、斜齒或人字形齒中的任一種來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)。螺旋齒輪可用于連接即不平行又不相交的兩根軸。蝸桿蝸輪應(yīng)用于傳動(dòng)比大且兩軸不相交但相互垂直的場(chǎng)合。若兩根軸互相垂直且它們中心線(xiàn)的延長(zhǎng)

19、線(xiàn)相交，則通常采用圓錐齒輪，然而有些圓錐齒輪的軸線(xiàn)并非互相垂直。螺旋圓錐齒輪的使用場(chǎng)合與直齒圓錐齒輪相同，但運(yùn)用螺旋圓錐齒輪轉(zhuǎn)速更高且工作更平穩(wěn)。準(zhǔn)雙曲面齒輪與螺旋圓錐齒輪相似，但它們中心線(xiàn)的延長(zhǎng)線(xiàn)并不相交。常用齒輪材料的選擇及其熱處理工藝 李玉平1 前言齒輪是機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用最廣泛的零件之一，它的功用是按規(guī)定的速比傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)。在工作中，它的受力情況比較復(fù)雜，齒輪的齒根部受交變彎曲應(yīng)力，齒面承受大的接觸應(yīng)力并產(chǎn)生強(qiáng)烈的摩擦，在換擋、啟動(dòng)和嚙合不良時(shí)，齒輪還承受一定的沖擊載荷。齒輪的主要失效形式是疲勞斷齒、疲勞點(diǎn)蝕以及齒面的過(guò)量磨損。根據(jù)齒輪的受力情況和失效分析可知，齒輪一般都需經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)臒崽?/p>

20、理，以提高承載能力和延長(zhǎng)使用壽命，齒輪在熱處理后應(yīng)滿(mǎn)足下列性能要求：1)高的彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度(抗疲勞點(diǎn)蝕)。2)齒面具有較高的硬度和耐磨性。3)齒輪心部具有足夠的強(qiáng)度和韌性。齒輪的材料及熱處理對(duì)齒輪的內(nèi)在質(zhì)量和使用性能都有很大的影響。鍛鋼、鑄鋼、鑄鐵、有色金屬及非金屬材料都可用來(lái)制造齒輪，各種熱處理方法，如滲碳、滲氮、碳氮共滲、表面淬火、調(diào)質(zhì)和正火等，在齒輪制造中都被應(yīng)用，因此，齒輪的選材和熱處理方法的選用較其它零件復(fù)雜。這就需要設(shè)計(jì)人員根據(jù)齒輪承載能力的不同，合理選擇材料和毛坯及熱處理工藝，并制定相應(yīng)的工藝路線(xiàn)，用最經(jīng)濟(jì)的辦法最大限度地發(fā)揮材料的潛能，做到“物盡其用”。2 常用齒輪

21、材料及熱處理工藝的選擇21 鍛鋼鍛鋼應(yīng)用最廣泛，通常重要用途的齒輪大多采用鍛鋼制作。根據(jù)承載能力的大小不同，選擇的材料及熱處理工藝又有所不同。(1)高承載能力的重要齒輪這類(lèi)齒輪有汽車(chē)、拖拉機(jī)、摩托車(chē)、礦山機(jī)械及航空發(fā)動(dòng)機(jī)等齒輪。1)汽車(chē)、拖拉機(jī)等齒輪主要分裝在變速箱和差速器中。在變速箱中，通過(guò)它來(lái)改變發(fā)動(dòng)機(jī)、曲軸和主軸齒輪的轉(zhuǎn)速；在差速器中，通過(guò)齒輪來(lái)增加扭轉(zhuǎn)力矩，且調(diào)節(jié)左右兩車(chē)輪的轉(zhuǎn)速，并將發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳給主動(dòng)輪，推動(dòng)汽車(chē)、拖拉機(jī)運(yùn)行，所以傳遞功率、沖擊力及摩擦壓力都很大，工作條件比較惡劣。因此在耐磨性、疲勞強(qiáng)度、心部強(qiáng)度和沖擊韌性等方面的要求均比較高。實(shí)踐證明，選用滲碳鋼經(jīng)滲碳、淬火及低溫回

22、火后使用最為合適。滲碳齒輪一般采用合金滲碳鋼，而不采用碳素鋼，因?yàn)樘妓劁摑B碳后淬火時(shí)要用水作淬火劑，變形量大。小模數(shù)齒輪一般采用20Cr和20CrMnTi，而較大模數(shù)齒輪采用30CrMnTi鋼。其工藝路線(xiàn)一般為：備料 鍛造 正火機(jī)械粗加工、半精加工滲碳+淬火+低溫回火 噴丸校正精加工該工藝中正火的目的是為了均勻和細(xì)化組織，消除鍛造應(yīng)力，改善切削加工性；滲碳后表面含碳量提高，保證淬火后得到高的硬度(5862HRC)，提高耐磨性和接觸疲勞強(qiáng)度心部硬度可達(dá)3045HRC，并具有足夠的強(qiáng)度和韌性；噴丸可增大滲碳表層的壓應(yīng)力，提高疲勞強(qiáng)度，并可清除氧化皮。2)航空發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪承受高速和重載，比汽車(chē)、拖拉機(jī)

23、齒輪的工作條件更為惡劣，除要求高的耐疲勞性外，還要求齒輪的心部具有高的強(qiáng)度和韌性，一般多采用12CrNi3A、12Cr2Ni4A或18Cr2Ni4WA等高級(jí)滲碳鋼制造，為了節(jié)約鎳，可用15CrMn2SiMoA代替18Cr2Ni4WA。這兩種鋼的切削加工性能較差。其工藝路線(xiàn)一般為：備料 鍛造 調(diào)質(zhì)處理 機(jī)械粗加工、半精加工滲碳高溫回火機(jī)械加工 淬火+低溫回火機(jī)械精加工 檢驗(yàn)在此工藝中，由于12CrNi3A、12Cr2Ni4A、18Cr2Ni4WA等高級(jí)滲碳鋼的淬透性較高，退火困難，一般采用調(diào)質(zhì)處理，使硬度降低到35HRC以下，改善切削加工性能。由于不滲碳表面未經(jīng)鍍銅防滲，因此滲碳后進(jìn)行高溫回火，

24、降低硬度，便于切去不滲碳表面的滲碳層。作者簡(jiǎn)介：李玉平(1965一)，女，江西豐城人，副教授，主要從事機(jī)械制造的研究。 (2)中等承載能力的齒輪這類(lèi)齒輪的代表是金屬切削機(jī)床齒輪。機(jī)床齒輪大多用于齒輪箱，主要用于傳遞動(dòng)力，改變運(yùn)動(dòng)速度和方向，工作條件較好，載荷不大，工作平穩(wěn)無(wú)強(qiáng)烈沖擊，轉(zhuǎn)速也不高，屬工作條件較好的齒輪。因此，要求綜合力學(xué)性能好，一般選用調(diào)質(zhì)鋼制造，如40鋼、45鋼、40Cr、42SiMn等。一般40鋼、45鋼用于中小載荷機(jī)床齒輪，如床頭箱、溜板箱齒輪等，40Cr、42SiMn等用于高速、高載的機(jī)床的走刀箱、變速箱齒輪。其工藝路線(xiàn)一般為：備料鍛造正火機(jī)械粗加l：調(diào)質(zhì)機(jī)械半精加工高頻

25、感應(yīng)淬火+低溫回火磨削該工藝路線(xiàn)中熱處理上序的作用：正火處理的目的是消除鍛造應(yīng)力，均勻組織，使同批坯料硬度相同，利于切削加工，改善齒輪表面加工質(zhì)量；調(diào)質(zhì)的目的是為了提高齒輪心部的綜合力學(xué)性能，以承受交變彎曲應(yīng)力和沖擊載荷，還可減少高頻淬火變形；高頻感應(yīng)淬火及低溫回火是決定齒輪表面性能的關(guān)鍵工序，高頻感應(yīng)淬火可提高齒輪表面的硬度和耐磨性，并使齒輪表面具有殘余壓應(yīng)力，從而提高抗疲勞點(diǎn)蝕的能力。低溫回火是為了消除淬火應(yīng)力，防止產(chǎn)生磨削裂紋和提高抗沖擊能力。對(duì)于中等承載能力的高精度齒輪，也可選用38CrMnA1等專(zhuān)用滲氮鋼，進(jìn)行滲氮處理。(3)較低承載能力的齒輪較低承載能力的齒輪一般選用中碳鋼(40、

26、45)或低合金中碳鋼(40Cr、40Mn、40MnB等)制造，進(jìn)行凋質(zhì)處理，凋質(zhì)后硬度約為200300HB。相互配對(duì)使用的小齒輪硬度稍高(相差大約在70120HB)，對(duì)齒輪的使用壽命有利。其工藝路線(xiàn)一般為：備料鍛造正火機(jī)械粗加工調(diào)質(zhì)機(jī)械精加工由于調(diào)質(zhì)齒輪表面硬度低，而且也不存在表面壓應(yīng)力，故其承載能力和疲勞強(qiáng)度都比較低，但因調(diào)質(zhì)齒輪切削加工后不再進(jìn)行熱處理，能保證齒輪的制造精度，故對(duì)大型齒輪特別適宜，減少了淬火引起的變形(一般認(rèn)為350mm以下為小齒輪，350mmlO00mm為大型齒輪，lO00mm以上為特大囟輪)。在該工藝過(guò)程中，正火處理的目的也是消除鍛造應(yīng)力，均勻組織，使同批坯料硬度相同，利于切削加工，改善齒輪表面加工質(zhì)量。大型齒輪也常用正火作為最終熱處理，正火齒輪的力學(xué)性能不如調(diào)質(zhì)齒輪，故僅用于制造不重要的大型齒輪，材料多用優(yōu)質(zhì)中碳鋼(4JD、45)。22 鑄鋼對(duì)于一些直徑較大(p>400500mm)、形狀復(fù)雜的大齒輪毛坯，當(dāng)用鍛造方法難于成型時(shí)，可采用鑄鋼制作，其強(qiáng)度比鍛鋼齒輪低10左右。鑄造齒輪的精度較低，常用于農(nóng)業(yè)機(jī)械。近十幾年來(lái)，隨著鑄造技術(shù)的發(fā)展，鑄造精度有了很大的提高，某些鑄造齒輪已經(jīng)可以直接用于具有一定傳動(dòng)精度要求的機(jī)械中。為了提高鑄鋼齒輪的精度，應(yīng)增加機(jī)械加工工序，在機(jī)械加工前應(yīng)進(jìn)行正火，消