齒輪熱處理方式及其要求

1、齒輪熱處理方式及其要求正確選擇齒輪固然很重要，但如果沒(méi)有選擇好適宜的熱處理，那將是前功盡棄，可以說(shuō)材料選擇是前提，熱處理方法得當(dāng)是關(guān)鍵。一、齒輪熱處理方式與其性能特性1、調(diào)質(zhì)處理：調(diào)質(zhì)處理使材料獲得優(yōu)良的綜合性能，這種熱處理常常用于中碳鋼和中碳合金鋼，如45#、40Cr或40MnB材料，如果齒輪受到的沖擊應(yīng)力和齒面接觸應(yīng)力不是很大的情況下，這種熱處理是適宜的，這種材料強(qiáng)韌性使得齒輪齒根抗彎曲能力強(qiáng)，抗疲勞能力也是優(yōu)良的。但是調(diào)質(zhì)處理齒輪齒面硬度不夠，耐磨性偏差。2、調(diào)質(zhì)處理+表面淬火：這種熱處理方式補(bǔ)充單一調(diào)質(zhì)處理的不足，使齒輪齒面硬度得到提高，耐磨性也隨之增強(qiáng)，但是另一個(gè)問(wèn)題仍未解決，就是中

2、碳鋼和中碳合金鋼材料經(jīng)過(guò)處理后，其沖擊韌性尚不能令人滿意，在高沖擊應(yīng)力的場(chǎng)合下仍不宜使用。表面淬火有兩種工藝：火焰淬火和高頻淬火。3、正火+滲碳淬火回火這種熱處理是針對(duì)低碳合金滲碳鋼（如20CrMnTi、20CrNiMo等）而使用的，正火是用以改善原材料組織，便于齒輪粗加工；滲碳使齒面含碳量提高，在其后淬火回火中獲得高硬度的回火馬氏體組織，以提高齒輪的耐磨性。同時(shí)齒輪心部在淬火回火中獲得低碳回火馬氏體，強(qiáng)度高、韌性好，不僅可以承受高的載荷、大的沖擊應(yīng)力，而且抗疲勞性能也十分優(yōu)異。這種熱處理也不是沒(méi)有缺點(diǎn)，首先齒輪在滲碳淬火回火還要精加工，硬度過(guò)高會(huì)給精加工帶來(lái)了困難；其次，滲碳淬火回火為了得到

3、回火馬氏體，回火溫度低（200-300），熱處理應(yīng)力未能完全消除，在以后的使用中會(huì)逐漸釋放造成齒輪微小變形，所以不能用于精密傳動(dòng)的齒輪。這里的滲碳淬火回火，也包含碳氮共滲淬火回火。4、調(diào)質(zhì)+滲氮 這種熱處理適合于滲氮鋼和含鉻滲碳鋼，如28CrMoAl、20Cr2Ni4、38CrMoAl、42CrMo。氮化后不需要淬火，齒輪尺寸穩(wěn)定，不需要精加工，克服了滲碳淬火回火殘留應(yīng)力導(dǎo)致日后變形的缺點(diǎn)，所以特別適合精密傳動(dòng)的齒輪，有些容易發(fā)生粘著磨損（膠合磨損）材料也適合氮化，氮化后材料抗膠合性能變得非常優(yōu)異。有時(shí)齒輪由于尺寸形狀不便于滲碳后加工，或者由于滲碳硬度高難于加工，往往也選擇滲氮處理。滲氮的缺點(diǎn)

4、就是硬化層薄，使用時(shí)間不如滲碳持久。二、常見(jiàn)齒輪材料熱處理方式常用齒輪材料熱處理見(jiàn)下表：序號(hào)鋼類別材料牌號(hào)熱處理方式1碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235正火或回火正火：880-910回火：500-6002Q2753低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼Q3454Q3755優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼45調(diào)質(zhì)或調(diào)質(zhì)+表面淬火淬火：810-850回火：500-6006合金結(jié)構(gòu)鋼40MnB740Cr8保證淬透性結(jié)構(gòu)鋼20CrMnTi正火+滲碳淬火回火正火：860-920淬火：820-860回火：180-220920CrNi1020MnTiB1120CrNi31220CrMo1320CrNiMo14合金結(jié)構(gòu)鋼38CrMoAl調(diào)質(zhì)+滲氮淬火：930-9

5、70回火：600-6501542CrMo調(diào)質(zhì)+滲氮淬火：850-870回火：560-60016保證淬透性結(jié)構(gòu)鋼20Cr2Ni4調(diào)質(zhì)+滲氮淬火：810-830回火：500-560三、齒輪熱處理質(zhì)量要求1、熱處理后機(jī)械性能優(yōu)質(zhì)碳素鋼：按GB/T699-1999標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼：按GB/T1591-2008標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；合金結(jié)構(gòu)鋼：按GB/T3077-1999標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；保證淬透性結(jié)構(gòu)鋼：按GB/T5216-2004標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；2、調(diào)質(zhì)處理 顯微組織回火索氏體；硬度220-250HB，設(shè)計(jì)圖紙有明確要求按其要求。不允許表面淬火裂紋。3、表面淬火表面硬度：一般50-56HRC，設(shè)計(jì)圖紙有明確要求按

6、其要求。硬化層深度：一般0.5-2mm，設(shè)計(jì)圖紙有明確要求按其要求。表層組織：針狀馬氏體，不允許過(guò)熱，不允許表面淬火裂紋。4、滲碳處理表面硬度：一般58-64HRC，設(shè)計(jì)圖紙有明確要求按其要求。滲碳層深度：一般0.9-1.6mm，設(shè)計(jì)圖紙有明確要求按其要求。心部硬度：一般29-45HRC，設(shè)計(jì)圖紙有明確要求按其要求。表層組織：以細(xì)針狀馬氏體為主，貝氏體不超過(guò)10%，殘余奧氏體不超過(guò)25%，允許斷續(xù)顆粒狀碳化物組織。不允許表面淬火裂紋。心部組織：一般條狀馬氏體為主，允許少量（不超過(guò)5%）下貝氏體、粒狀貝氏體組織，不允許存在游離的鐵素體。5、滲氮處理表面硬度：滲氮鋼600-840HV、合金鋼500 HV；設(shè)計(jì)圖紙有明確要求按其要求。滲氮層深度：一般0.2-0.6mm，設(shè)計(jì)圖紙有明確要求按其要求。心部硬度：一般280 HV，設(shè)計(jì)圖紙有明確要求按其要求。表層組織：白亮層25m，脆性組織2級(jí)。不允許表面淬火裂紋。心部組織：回火索氏體，允許少量（不超過(guò)5%）鐵素體。四、齒輪熱處理檢驗(yàn)要求檢驗(yàn)嚴(yán)格程度一般可分為ME、MQ、ML三級(jí)。在重要使用場(chǎng)合時(shí)，熱處理檢驗(yàn)是嚴(yán)格的，一般使用場(chǎng)合，往往只檢驗(yàn)表面硬度。1、嚴(yán)格檢驗(yàn)（ME級(jí)）表面硬度：嚴(yán)格抽樣心部硬度：隨爐試件首件確認(rèn)顯微組織：隨爐試件硬化層深度：隨爐試件機(jī)械性能：隨爐試件2、中等（M