2019汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪材料的選擇及工藝設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)2230448

1、專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)題目：汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪材料的選擇及工藝設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容：1、根據(jù)零件工作原理，服役條件，提出機(jī)械性能要求和技術(shù)要求。2、選材，并分析選材依據(jù)。3、制訂零件加工工藝路線，分析各熱加工工序的作用。4、制訂熱處理工藝卡，畫(huà)出熱處理工藝曲線，對(duì)各種熱處理工藝進(jìn)行分析，并分析所得到的組織，說(shuō)明組織及性能的檢測(cè)方法與使用的儀器設(shè)備。5、分析熱處理過(guò)程中可能產(chǎn)生的缺陷及補(bǔ)救措施。6、分析零件在使用過(guò)程中可能出現(xiàn)的失效方式及修復(fù)措施。1刖言3.2汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪工作條件及性能要求42.1汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪工作條件4.2.2汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪的機(jī)械性能要求及技術(shù)要求42.3汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪材料的選擇及分析6

2、.2.3.1汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪材料的選擇6.2.3.2汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪材料的分析7.3汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪加工工藝.8.3.2.1 3.1汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪加工工藝流程及各工序作用83.2汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪具體熱處理工藝及分析9鍛造9.3.2.2 正火1.0.3.2.3 滲碳+淬火1.1.3.2.4彳氐溫回火1.2.3.2.5各熱處理工藝后的金相組織分析1.33.2.6熱處理工藝過(guò)程中可能產(chǎn)生的缺陷及處理措施1.54汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪使用過(guò)程中可能出現(xiàn)的失效方式及預(yù)防措施7.5心得體會(huì)1.9.6參考文獻(xiàn)20.1刖曰本課程設(shè)計(jì)了20CrMnTi適用于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪的可靠性。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪作為汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)中的里要零部件,其

3、材料是保證其本身工作性能和可靠性的基礎(chǔ)。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪的失效形式分析，其主要承受交變載荷，沖擊載荷，剪切應(yīng)力和接觸應(yīng)力大等，因此對(duì)齒輪在材料、精度、強(qiáng)度、耐久性和可靠性等方面提出了更高要求。20CrMnTi合金鋼是一種優(yōu)良的滲碳鋼，有高的淬透性，經(jīng)滲碳淬火加低溫回火后，表面硬度很高，心部強(qiáng)度和塑性，韌性配合很好。關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪，20CrMnTi,鍛造，淬火+低溫回火2.1汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪工作條件發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車(chē)的起動(dòng)系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、滑油系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)等主要附件都是由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子通過(guò)齒輪傳動(dòng)裝置帶動(dòng)的。在整個(gè)行駛過(guò)程中，齒輪傳動(dòng)都必須可靠地工作，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車(chē)所有附件的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向和所需功率符合設(shè)計(jì)

4、要求。隨著汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)性能和可靠性要求的不斷提高，齒輪承受的交變載荷和劇烈沖擊載荷在不斷增加，所受應(yīng)力復(fù)雜，工況惡劣。因此，要使齒輪在工作時(shí)，從它的失效形式方面的考慮，就必須保證它能在一定的高溫環(huán)境中工作。齒輪是機(jī)械工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的里要零件之一。其主要作用是傳遞動(dòng)力，改變運(yùn)動(dòng)速度和方向。是主要零件。其服役條件如下：齒輪工作時(shí)，通過(guò)齒面的接觸來(lái)傳遞動(dòng)力。兩齒輪在相對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，既有滾動(dòng)，又有滑動(dòng)。因此，齒輪表面受到很大的接觸疲勞應(yīng)力和摩擦力的作用。在齒根部位受到很大的彎曲應(yīng)力作用；在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的過(guò)載產(chǎn)生振動(dòng)，承受一定的沖擊力或過(guò)載；變速齒輪在換檔時(shí)，端部受沖擊，承受一定沖擊力；在一些特殊環(huán)境下，

5、受介質(zhì)環(huán)境的影響而承受其它特殊的力的作用。2.2汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪的機(jī)械性能要求及技術(shù)要求根據(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)臒崽幚?以提高承載能力和延長(zhǎng)使用壽命,齒輪在熱處理后應(yīng)滿足下列性能要求: 高的彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度（抗疲勞點(diǎn)蝕）。 齒面具有較高的硬度和耐磨性。 齒輪心部具有足夠的強(qiáng)度和韌性。 高的淬透性。20CrMnTi鋼屬于合金滲碳鋼，有高的淬透性，經(jīng)滲碳淬火加低溫回火后，表面硬度很高，心部強(qiáng)度和韌、塑性配合很好，切削加工性能良好，當(dāng)硬度為HB260?320時(shí)，相對(duì)切削加工性為60%?70%另外，鋼退火后硬度低、塑性好。為提高發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪的耐磨性，齒輪開(kāi)齒后需要

6、進(jìn)彳亍滲碳處理，然后再進(jìn)行淬火和低溫回火，從而保證齒輪表面具有高硬度、高耐磨性而心部具有很好的韌性。對(duì)20CrMnTi鋼的硬度要求齒面硬度：58?64HRC心部硬度：ms<8mm時(shí)，32?45HRCms>8mm時(shí)，29?45HRC需要進(jìn)行滲碳，滲碳層深度：ms<5mm時(shí)，0.9?1.3mm5mmrmv8mm時(shí)，1.0?1.4mmm>8mm時(shí)，1.2?1.6mn。（m端面模數(shù)）表120CrMnTi鋼的技術(shù)要求試樣取樣位置力學(xué)性能條鋼按GB2975鍛件按圖樣零件表面(TbMPa930(T0.2MPa685S5%11w%50AkuJ88HBW217HRC28-45HRO562

7、.3汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪材料的選擇及分析231汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪材料的選擇22CrMnMo20CrMnMoH和20CrMoH鋼由于有著較高淬透性而用于中型汽車(chē)齒輪。此類(lèi)鋼可采用滲碳后直接淬火工藝。由于銘鎰鉗鋼和銘鉗鋼中含有銘和鉗等形成碳化物的元素，在滲碳過(guò)程中將促使輪齒表面碳含雖增加，容易在滲碳層組織中出現(xiàn)大雖碳化物，使?jié)B碳層性能惡化。因此，齒輪采用銘鎰鉗鋼和銘鉗鋼滲碳時(shí)，宜采用弱滲碳?xì)夥?，以防止形成過(guò)雖碳化物。22CrMnMc和20CrMnMo!齒輪鍛坯正火后在650?670C進(jìn)行高溫回火處理，金相組織為細(xì)片狀珠光體+少雖鐵素體，硬度為171?229HB20CrMnH齒輪鍛坯最好在連續(xù)式等溫正火爐中處

8、理，935?945C加熱，640?650E先預(yù)冷后等溫，可獲得均勻的鐵素體+珠光體組織，硬度為156?207HB文獻(xiàn)指出，20CrMoTi鋼冶煉工藝穩(wěn)定，淬透性帶較窄且易于控制，與20CrMnH鋼齒輪比較，具有熱處理畸變??；滲層有良好、穩(wěn)定的淬透性；金相組織、滲碳淬火后的表面和心部硬度，均能較好地滿足技術(shù)要求；疲勞性能好，比較適合汽車(chē)中小模數(shù)齒輪。20CrMnTi是典型的中淬透性鋼，該鋼由于Cr、Mn多元復(fù)合合金化的作用，淬透性好，油淬臨界直徑為40mn左右。滲碳后淬火回火具有較高耐磨性和抗彎強(qiáng)度以及高的強(qiáng)韌性，特別是良好的低溫沖擊韌性，鋼的滲碳工藝性較好，品粒長(zhǎng)大傾向小，熱處理工藝簡(jiǎn)單，但高

9、溫回火時(shí)有回火脆性傾向，滲碳后可直接淬火，變形比較小。20CrMnTi的熱加工和冷加工性能較好，正火后硬度為HB18C?230,相對(duì)切削性能好，并可獲得光潔的表面。一般可用于制造截面在30mm以下的承受高速、中速及里載荷以及沖擊和摩擦的里要滲碳零件，如齒輪、齒輪圈、離合器軸、液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)子齒輪的熱處理畸綜合考慮齒輪的服役條件，既保證齒輪的疲勞壽命，又減少變，采用20CrMnTi作為本次課設(shè)的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪的材料。2.3.2汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪材料的分析表220CrMnTi的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）MCSiPSCrNiCuTin0.17?0.17?0.80?1.00?w0.040.230.371.100

10、.0350.0351.300.0300.0300.10成分分析：鋼的含碳雖可保證形成大雖的合金碳化物，淬火加熱時(shí),部分融入奧氏體中，提高其穩(wěn)定性，同時(shí)也使馬氏體中的合金元素含雖增加，保證其硬度；而未溶的碳化物則起細(xì)化品粒、提高韌性的作用？并提高鋼的耐磨性。Cr是20CrMnTi合金鋼中主要的合金元素，它使鋼的淬透性大大增加，提高其回火穩(wěn)定性，并產(chǎn)生二次硬化現(xiàn)象。鈦與碳形成高硬度的碳化物，加熱時(shí)未溶的碳化物可細(xì)化品粒、提高鋼的耐磨性的作用。鎰和硅是煉鋼過(guò)程中必須加入的脫氧劑，用以去除溶丁鋼液中的氧。它還把鋼液中的氧化鐵還原成鐵，并形成氧化鎰和二氧化硅。鎰除了脫氧作用外，還有除硫作用，即與鋼液中的

11、硫結(jié)合成MnS從而在相當(dāng)大成度上消除硫在鋼中的有害影響。這些反應(yīng)產(chǎn)物大部分進(jìn)入爐渣，小部分殘留與鋼中，成為非金屬夾雜物。脫氧劑中的鎰和硅會(huì)有一部分溶丁鋼液中，冷至室溫后即溶丁鐵素體中，提高鐵素體的強(qiáng)度。硅溶丁鐵素體中后有很強(qiáng)的固溶強(qiáng)化作用，顯著提高鋼的強(qiáng)度和硬度。Ti也是20CrMnTi合金鋼中的主要元素。它的存在提高了鋼的強(qiáng)度，而不降低其塑性，改善了鋼鐵的低溫韌性降低了鋼鐵的臨界冷卻速度，提高鐵的淬透性擴(kuò)大奧氏體區(qū)，是奧氏體化的有效元素，此外其本身具有一定耐蝕性，對(duì)一些還原性酸類(lèi)有良好的耐蝕能力。3.1汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪加工工藝流程及各工序作用（1）工藝路線汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪的制造工序基本上相同，對(duì)

12、于不同的鋼種，在其熱處理時(shí)有些許差異。一般都米用棒料經(jīng)鍛造一粗車(chē)一調(diào)質(zhì)一半精車(chē)一粗磨基準(zhǔn)一開(kāi)齒（包括插齒、刨齒、滾齒、銃齒等）一磨齒一局部滲碳（滲氮或鼠化）一低溫回火（滲碳后擴(kuò)散處理）一淬火一噴丸-精磨基準(zhǔn)一磨齒。（2）各工序作用鍛造的作用：通過(guò)鍛造能消除金屬在冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的傍態(tài)疏松等缺陷，優(yōu)化微觀組織結(jié)構(gòu)，同時(shí)由于保存了完整的金屬流線，鍛件的機(jī)械性能一般優(yōu)于同樣材料的傍件。正火的作用：用于低碳鋼，正火后硬度略高于退火，韌性也較好，可作為切削加工的預(yù)處理；用于中碳鋼，可代替調(diào)質(zhì)處理作為最后熱處理，也可作為用感應(yīng)加熱方法進(jìn)行表面淬火前的預(yù)備處理；用于工具鋼、軸承鋼、滲碳鋼等，可以消降或抑制網(wǎng)狀

13、碳化物的形成，從而得到球化退火所需的良好組織；用于傍鋼件，可以細(xì)化傍態(tài)組織，改善切削加工性能；用于大型鍛件，可作為最后熱處理，從而避免淬火時(shí)較大的開(kāi)裂傾向；用于球墨傍鐵，使硬度、強(qiáng)度、耐磨性得到提高，如用于制造汽車(chē)、拖拉機(jī)、柴油機(jī)的曲軸、連桿等里要零件；過(guò)共析鋼球化退火前進(jìn)行一次正火，可消除網(wǎng)狀二次滲碳體，以保證球化退火時(shí)滲碳體全部球?；?。滲碳的作用：是對(duì)金屬表面處理的一種，采用滲碳的多為低碳鋼或低合金鋼，具體方法是將工件置入具有活性滲碳介質(zhì)中，加熱到900?950°C的單相奧氏體區(qū)，保溫足夠時(shí)間后，使?jié)B碳介質(zhì)中分解出的活性碳原子滲入鋼件表層，從而獲得表層高碳，心部仍保持原有成分。相

14、似的還有低溫滲氮處理。這是金屬材料常見(jiàn)的一種熱處理工藝，它可以使?jié)B過(guò)碳的工件獲得很高的硬度，提高其耐磨程度。 淬火的作用：獲得強(qiáng)度，硬度和塑性，韌性都較好的綜合機(jī)械性能?；鼗鸬淖饔茫合ぜ慊饡r(shí)產(chǎn)生的殘留應(yīng)力，防止變形和開(kāi)裂；調(diào)整工件的硬度、強(qiáng)度、塑性和韌性，達(dá)到使用性能要求；穩(wěn)定組織與尺寸，保證精度；改善和提高加工性能。噴丸的作用：是把金屬毛坯，一般是傍件或鍛件放入密閉的噴丸室內(nèi)，金屬顆粒（噴丸）在壓力空氣的作用下，撞擊毛坯表面。其作用是去除毛坯表面氧化皮，消除毛坯內(nèi)部應(yīng)力。3.2汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪具體熱處理工藝及分析3.2.1鍛造造齒輪的毛坯經(jīng)過(guò)鍛造后獲得基本的形狀。鍛造是利用鍛壓機(jī)械對(duì)金屬

15、坯料施加壓力，使其產(chǎn)生塑性變形，已獲得具有一定機(jī)械性能、一定形狀和尺寸的鍛件的加工方法。齒輪的鍛造工藝是用棒料鍛經(jīng)切削加工制成的，其纖維組織彎曲呈放射狀，所有齒部的正應(yīng)力都平行于纖維組織的方向，力學(xué)性能得到很大的提高。20CrMnTi合金鋼的始鍛溫度為1180C,中鍛溫度為850C,鍛后進(jìn)行緩慢冷卻。接觸疲勞試樣由棒料，彎曲疲勞試樣從GF齒圈上截取，改鍛成齒輪式樣毛坯。20CrMnTi合金鋼的終鍛溫度為850E,鍛后經(jīng)880?920E正火（空冷）和650?780C退火（爐冷）處理。表3鍛造熱處理溫度始鍛溫度終鍛溫度正火溫度退火溫度1180C850C880?920C650?780C3.2.2正火

16、鍛坯等溫正火是為消除內(nèi)應(yīng)力，改善、細(xì)化組織，為后續(xù)加做準(zhǔn)備，便于切削加工。正火溫度：正火是將鋼加熱到Ac3以上30C?50C，保溫足夠的時(shí)間后出爐在空氣中冷卻到室溫。對(duì)于一般的齒輪采用正火，正火可以減少碳和其他合金元素的成分偏析；使奧氏體品粒細(xì)化和碳化物的彌散分布，以便在隨后的熱處理中增加碳化物的溶解雖。由于正火的冷卻速度較快，獲得細(xì)小的片層狀滲碳體珠光體強(qiáng)度、硬度都較高，力學(xué)性能較好。這里選擇的正火溫度為：加熱920?950Co冷卻方式：空冷，由于正火的冷卻速度較快，獲得細(xì)小的片層狀滲碳體珠光體，強(qiáng)度、硬度都較高，力學(xué)性能較好。然而正火工藝是空冷，對(duì)于尺寸較大零件，內(nèi)外溫差大冷卻速度不穩(wěn)定，

17、在連續(xù)冷卻時(shí)，過(guò)冷奧氏體在A1-550C溫度范圍內(nèi)分解為珠光體,在550E-Ms溫度范圍內(nèi)，因轉(zhuǎn)變溫度較低轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w組織（即含碳雖具有一定過(guò)飽和度的鐵素體和分散的滲碳體（或碳化物）的混合物），其特征是過(guò)飽和碳的鐵素體中分布粒狀或長(zhǎng)條狀的碳化物。鍛造毛坯正火產(chǎn)生的粒狀貝氏體引起硬度增高，導(dǎo)致了齒型加工困難，使刀具早期磨損。對(duì)于車(chē)輛齒輪或大批雖的小型齒輪越來(lái)越多采用等溫正火工藝。這樣可以得到很硬的馬氏體組織，從而能夠減少變形和開(kāi)裂。 正火得到的組織：珠光體+少雖鐵素體組織。硬度檢測(cè)：在正常情況下，用HRS-150洛氏硬度計(jì)測(cè)得的硬度值為156?207HBS設(shè)備：RJX-75-9930950C圖1

18、20CrMnTi的正火工藝曲線323滲碳+淬火滲碳：使機(jī)械零件獲得高的表面硬度，耐磨性和高的接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度。滲碳溫度：920?950C,保溫時(shí)間按滲碳層深度確定，取t=6h,滲碳層深度:1.8?1.9mm20CrMnTi滲碳采用井式氣體滲碳爐滲碳，滲碳?xì)怏w使用碳?xì)浠衔镉袡C(jī)液體，如煤油、丙酮等直接滴入爐內(nèi)氣體而得，為提高滲入速度，是表面達(dá)到合適的含碳雖，將滲入過(guò)程分兩個(gè)過(guò)程進(jìn)行，即滲入階段和擴(kuò)散階段。淬火：20CrMnTi經(jīng)滲碳后直接進(jìn)行淬火齒輪滲碳后可預(yù)冷到870?880°C并保溫一段時(shí)間，預(yù)冷過(guò)程中滲碳層析出二次滲碳體，深層中殘余奧氏體雖減少，預(yù)冷溫度不應(yīng)過(guò)低，以免心

19、部游離鐵素體增多，降低心部硬度，預(yù)冷應(yīng)在爐內(nèi)進(jìn)行，并應(yīng)防止表面脫碳，選擇870C,預(yù)冷2h。淬火介質(zhì)選擇10#機(jī)械油，因?yàn)?0CrMnTi淬透性好，油淬臨界直徑DOC40mm由淬后可減少滲碳層中殘余奧氏體，提高耐磨性和接觸疲勞強(qiáng)度而心部有較高強(qiáng)度和韌性，淬火表面硬度HRC5?63,心部HRC3?45。設(shè)備：RQ3-75-9T。930±1£/年'：0L強(qiáng)津.擴(kuò)Iftra士_iu_爐而P815-20l(HI55、IUM4b如35-4520?2,時(shí)憫/h15152.520ro圖220CrMnTi的滲碳工藝曲線3.2.4低溫回火回火溫度：160?180C,在這個(gè)溫度下，齒輪

20、表面不僅硬而耐磨，同時(shí)心部有較好的韌性和塑性。 冷卻方式：空冷。 回火設(shè)備：RJ2-75-6回火得到的組織：表層：回火馬氏體+K+Ar;芯部：低C-M。硬度檢測(cè)：在正常情況下，用HRS-150洛氏硬度計(jì)測(cè)得的硬度值為58?62HRC180-200C圖320CrMnTi的低溫回火工藝曲線3.2.5各熱處理工藝后的金相組織分析20CrMnTi等溫正火后金相組織如下所示:圖4100X圖5500X浸蝕方法：4%硝酸酒精溶液浸蝕組織說(shuō)明：均勻細(xì)小等軸狀的珠光體和鐵素體組織20CrMnTi是一種滲碳用鋼，滲碳前一般應(yīng)進(jìn)行正火處理，以細(xì)化品粒、改善組織分布，為正常滲碳作好組織準(zhǔn)備。20CrMnTi（930E

21、滲碳后淬火、回火處理）金相組織如下圖圖6100X圖7400X圖8400X浸蝕方法：4%硝酸酒精溶液浸蝕組織說(shuō)明：圖6:表面滲碳層至心部組織分布形貌，回火溫度較低，表面合金高碳馬氏體區(qū)較難浸蝕。圖7:齒的節(jié)圓處滲碳層組織，針狀及隱針狀馬氏體（3?4級(jí)），殘余奧氏體（8級(jí)），白色小條狀碳化物（4?5級(jí)）。圖8:齒角處滲碳層組織，基本與節(jié)圓相同，但碳化物趨網(wǎng)狀分布，可評(píng)為7?8級(jí)。326熱處理工藝過(guò)程中可能產(chǎn)生的缺陷及處理措施滲碳淬火后齒輪的檢驗(yàn)項(xiàng)目、內(nèi)容和要求檢驗(yàn)項(xiàng)目檢驗(yàn)內(nèi)容及要求原材料質(zhì)量用試樣檢查化學(xué)成分、低倍組織、晶粒度、淬透性、帶狀組織毛坯力學(xué)性能用試樣檢查檢查布氏硬度，按圖樣檢查Cb、皿

22、.2、&、Ak外觀質(zhì)量用齒輪檢查滲碳淬火后100%檢查表面氧化、裂紋及碰傷滲層深用試樣檢查按圖樣要求，從表面測(cè)到HV550深度處為似硬化層深度，顯微檢查滲碳總深度度時(shí)，碳鋼為過(guò)共析+共析+1/2過(guò)渡區(qū)；合金鋼為過(guò)共析+共析+全部過(guò)渡區(qū)。過(guò)共析+共析層應(yīng)占總深度為50%?70%表面硬度用齒輪檢查按圖樣要求，為HRC58?62心部硬度組織用齒輪檢查按圖樣要求，為HRC33?45心部組織為板條馬氏體+少量鐵素體表面碳濃度用試樣檢查按圖樣要求，為0.75%?1.0%表層用試樣檢查按ZB/T04001-1988檢查，細(xì)針馬氏體+分散細(xì)小碳化物+少量殘余奧氏體為佳，顯微組織按標(biāo)準(zhǔn)圖，馬氏體和殘余奧

23、氏體1?5表面裂紋不允E裂紋，100%磁粉探傷，批量件5件可抽查齒部磁模數(shù)/mm缺陷最大尺寸/mm粉探傷<2.50.8> 2.5?81.6> 82.4畸變用齒輪檢查按圖樣和工藝要求檢查滲碳齒輪的常見(jiàn)缺陷及防止措施陷稱(chēng)fL產(chǎn)生原因防止措施毛坯硬度偏局正火溫度偏低或保溫時(shí)間不足使組織中殘留少量硬度較高（HV>250）的魏氏組織，正火溫度超過(guò)鋼材晶粒顯者長(zhǎng)大的溫度應(yīng)重砒U訂正火工藝；檢查控溫儀表，校準(zhǔn)溫度，控制正火冷卻速度毛坯硬度偏低正火冷卻過(guò)緩重新正火，加強(qiáng)冷卻帶狀偏析鋼材合金"和雜質(zhì)偏析，一股正火難以消除更換材料層深不足碳勢(shì)偏低；溫度偏低或滲期不足提局碳勢(shì)；檢查

24、爐溫，調(diào)整工乙，延長(zhǎng)滲碳時(shí)間滲層過(guò)深碳勢(shì)過(guò)高，滲碳溫度偏高；滲期過(guò)長(zhǎng)降低碳勢(shì)；縮短周期，調(diào)整工藝滲層不均爐內(nèi)各部分溫度不均；碳勢(shì)不均；爐氣循環(huán)不佳；工件相互撞碰；齒面有臟物；滲碳時(shí)在齒面結(jié)焦齒輪表面活洗干凈；合理設(shè)計(jì)夾具；防止齒輪相互碰撞；在齒輪料盤(pán)上加導(dǎo)流罩，保證爐內(nèi)各部溫度均勻；嚴(yán)格控制滲碳劑中不飽和碳?xì)浠衔?析+共析層比例過(guò)大（大丁總深度的3/4）爐氣碳勢(shì)過(guò)高；強(qiáng)滲和擴(kuò)散時(shí)間的比例選擇不當(dāng)降低碳勢(shì)；調(diào)整強(qiáng)滲與擴(kuò)散期的比例，如果滲層深度允許，可返修進(jìn)行擴(kuò)散處理5析+共析層比例過(guò)小（小丁總深度的1/2）爐氣碳勢(shì)過(guò)低，強(qiáng)滲時(shí)間過(guò)短提高爐氣碳勢(shì)；增加強(qiáng)滲時(shí)間；可在爐氣碳勢(shì)較高的爐中補(bǔ)滲表面碳濃

25、度過(guò)局形成大塊碳化物網(wǎng)爐氣碳勢(shì)過(guò)高，強(qiáng)滲時(shí)間過(guò)長(zhǎng)降低碳勢(shì)，縮短強(qiáng)滲時(shí)間；如果滲層深度允許，可在較低碳勢(shì)爐中進(jìn)行擴(kuò)故處理；適當(dāng)提局淬火溫度；進(jìn)行一次滲層的球化退火表面殘留奧氏體過(guò)多碳含量過(guò)高；滲后冷卻過(guò)快，碳量析出不夠，淬火溫度偏高調(diào)整滲碳工藝控制碳含量；從滲碳爐或預(yù)冷爐中出爐的溫度不宜過(guò)高；降低淬火溫度表面含碳量過(guò)低爐氣碳勢(shì)過(guò)低，爐溫偏高；擴(kuò)散時(shí)間過(guò)長(zhǎng)提高碳勢(shì)；檢查爐溫，調(diào)整強(qiáng)滲與擴(kuò)散時(shí)間的比例表層馬氏體針粗大淬火溫度偏高降低淬火溫度表層出現(xiàn)非馬氏體組織升溫排氣不充分；爐子密封性差，漏氣，使表層合金尤素氧化，淬火冷卻速度低從設(shè)備和工藝操作上減少空氣進(jìn)入爐內(nèi)；適當(dāng)提局淬火冷卻速度；在滲fee取后

26、10min左右通入適里氨氣表層脫碳滲后出爐溫度過(guò)高；爐子出現(xiàn)嚴(yán)重漏氣；淬火時(shí)產(chǎn)生氧化防止?fàn)t子漏氣；降低出爐溫度；控制淬火時(shí)爐內(nèi)氣余；鹽爐淬火脫氧要充分；補(bǔ)滲碳心部硬度偏低淬火溫度過(guò)低；冷卻速度不當(dāng)，心部游離鐵素體過(guò)多；選材不當(dāng)提高淬火溫度；加強(qiáng)淬火冷卻；米用兩次淬火；更換材料畸變淬火溫度偏局；冷卻方法不當(dāng)；夾具設(shè)計(jì)不合理，材料選擇不當(dāng)調(diào)整淬火之，合理設(shè)計(jì)夾具，改善冷卻條件，改換鋼材4汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪使用過(guò)程中可能出現(xiàn)的失效方式及預(yù)防措施(1)疲勞斷裂齒輪在交變應(yīng)力和摩擦力的長(zhǎng)期作用下，導(dǎo)致齒輪點(diǎn)面接疲勞斷裂。其產(chǎn)生是由于當(dāng)齒輪受到彎曲應(yīng)力超過(guò)其持久極限就出現(xiàn)疲勞破壞而超過(guò)材料抗彎強(qiáng)度時(shí)，就造成斷

27、裂失效；處理措施：直接更換零件。(2)表面損傷點(diǎn)蝕：是閉式齒輪傳動(dòng)中最常見(jiàn)的損壞形式，點(diǎn)蝕進(jìn)一步發(fā)展，表現(xiàn)為蝕坑至斷裂；硬化層剝落：由于硬化層以下的過(guò)渡區(qū)金屬在高接觸應(yīng)力作用下產(chǎn)生塑性變形，使表面壓應(yīng)力降低，形成裂紋造成碳化層剝落；預(yù)防措施是適當(dāng)提高齒面硬度和光潔度，大小齒輪應(yīng)采取不同鋼種，低速傳動(dòng)采用粘度大的潤(rùn)滑油，高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，設(shè)法降低油溫，并采用活化性潤(rùn)滑油，設(shè)計(jì)上采取措施提高制造精度和裝配質(zhì)雖。(3)磨損失效摩擦磨損：汽車(chē)、拖拉機(jī)上變速齒輪屬于主載荷齒輪，受力比較大，摩擦產(chǎn)生熱雖較大，齒面因軟化而造成塑性變形，在齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)粘結(jié)而后又被撕裂，造成齒面摩擦磨損失效；預(yù)防措施是在相同油膜溫度和

28、壓力下，保證油的高粘度。避免在低速、至載、極端溫度、相對(duì)比較粗糙不規(guī)則的表面、供油不足和油粘度太低的情況下使用。磨粒磨損：外來(lái)質(zhì)點(diǎn)進(jìn)入相互嚙合的齒面間，使齒面產(chǎn)生機(jī)械擦傷和磨損，比正常磨損的速度來(lái)得更快。預(yù)防措施是保證潤(rùn)滑油的清潔度，并且避免外來(lái)顆粒的影響。另外，齒輪除上述失效形式外，還有在換檔時(shí)，齒端相互撞擊，而造成的齒端磨損，或因換檔過(guò)猛或過(guò)載造成斷裂以及齒面塑性變形，崩角等失效形式；應(yīng)對(duì)措施：預(yù)防措施是適當(dāng)提高齒輪的模數(shù)，且1S合度大于2,對(duì)防止斷齒較有利，控制齒寬，采用大尺寸倒角，并對(duì)齒端銳角齒面進(jìn)行修磨。通過(guò)分析可知，20CrMnTi鋼經(jīng)淬火低溫回火或高溫回火后都具有良好的綜合力學(xué)性能，鋼的低溫韌性好，缺口敏感性小，切削加工性能良好。