齒輪淬火設(shè)備的熱處理介紹

 　　國(guó)韻電子技術(shù)人員為我們?cè)敿?xì)介紹一下齒輪淬火設(shè)備中的齒輪熱處理知識(shí)，例如：30CrMnTi 調(diào)質(zhì)275~310HB，齒輪表面淬火58~63HRC，淬火深度1~2mm，了解其材料、機(jī)理、條件、熱處理要求是非常必要的。

　　一、 工作條件以及材料與熱處理要求

　　1.條件: 低速、輕載又不受沖擊

　　要求: HT200 HT250 HT300 去應(yīng)力退火

　　2.條件:低速(<1m/s)、輕載,如車床溜板齒輪等

　　要求: 45 調(diào)質(zhì),HB200-250

　　3.條件: 低速、中載,如標(biāo)準(zhǔn)系列減速器齒輪

　　要求: 45 40Cr 40MnB (5042MnVB) 調(diào)質(zhì),HB220-250

　　4.條件: 低速、重載、無沖擊,如機(jī)床主軸箱齒輪

　　要求: 40Cr(42MnVB) 淬火 中溫回火 HRC40-45

　　5.條件: 中速、中載,無猛烈沖擊,如機(jī)床主軸箱齒輪

　　要求: 40Cr、40MnB、42MnVB 調(diào)質(zhì)或正火,感應(yīng)加熱表面淬火,低溫回火,時(shí)效,HRC50-55

　　6.條件: 中速、中載或低速、重載,如車床變速箱中的次要齒輪

　　要求: 45 高頻淬火,350-370℃回火,HRC40-45(無高頻設(shè)備時(shí),可采用快速加熱齒面淬火)

　　7.條件: 中速、重載

　　要求: 40Cr、40MnB(40MnVB、42CrMo、40CrMnMo、40CrMnMoVBA)淬火,中溫回火,HRC45-50.

　　8.條件: 高速、輕載或高速、中載,有沖擊的小齒輪

　　要求: 15、20、20Cr、20MnVB滲碳,淬火,低溫回火,HRC56-62.38CrAl 38CrMoAl 滲氮,滲氮深度0.5mm,HV900

　　9.條件: 高速、中載,無猛烈沖擊,如機(jī)床主軸輪

　　要求: 40Cr、40MnB、(40MnVB)高頻淬火,HRC50-55.

　　10.條件: 高速、中載、有沖擊、外形復(fù)雜和重要齒輪,如汽車變速箱齒輪(20CrMnTi淬透性較高,過熱敏感性小,滲碳速度快,過渡層均勻,滲碳后直接淬火變形較小,正火后切削加工性良好,低溫沖擊韌性也較好).

　　要求: 20Cr、20Mn2B、20MnVB滲碳,淬火,低溫回火或滲碳后高頻淬火,HRC56-62.18CrMnTi、20CrMnTi(鍛造→正火→加工齒輪→局部鍍同→滲碳、預(yù)冷淬火、低溫回火→磨齒→噴丸)滲碳層深度1.2-1.6mm,齒輪硬度HRC58-60,心部硬度HRC25-35.表面:回火馬氏體+殘余奧氏體+碳化物.中心:索氏體+細(xì)珠光體.

　　11.條件: 高速、重載、有沖擊、模數(shù)<5.

　　要求: 20Cr、20Mn2B 滲碳、淬火、低溫回火,HRG56-62.

　　12.條件: 高速、重載、或中載、模數(shù)>6,要求高強(qiáng)度、高耐磨性,如立車重要螺旋錐齒輪.

　　要求: 18CrMnTi、20SiMnVB 滲碳、淬火、低溫回火,HRC56-62

　　13.條件: 高速、重載、有沖擊、外形復(fù)雜的重要齒輪,如高速柴油機(jī)、重型載重汽車,航空發(fā)動(dòng)機(jī)等設(shè)備上的齒輪.

　　要求: 12Cr2Ni4A、20Cr2Ni4A、18Cr2Ni4WA、20CrMnMoVBA(鍛造→退火→粗加工→去應(yīng)力→半精加工→滲碳→退火軟化→淬火→冷處理→低溫回火→精磨)滲碳層深度1.2-1.5mm,HRC59-62.

　　14.條件: 載荷不高的大齒輪,如大型龍門刨齒輪.

　　要求: 50Mn2、50、65Mn 淬火,空冷,HB≤ 241

　　15.條件: 低速、載荷不大,精密傳動(dòng)齒輪.

　　要求: 35CrMO 淬火,低溫回火,HRC45-50

　　16.條件: 精密傳動(dòng)、有一定耐磨性大齒輪.

　　要求: 35CrMo 調(diào)質(zhì),HB255-302.

　　17.條件: 要求抗磨蝕性的計(jì)量泵齒輪.

　　要求: 9Cr16Mo3VRE 沉淀硬化.

　　18.條件: 要求高耐磨性的鼓風(fēng)機(jī)齒輪.

　　要求: 45 調(diào)質(zhì),尿素鹽浴軟氮化.

　　19.條件: 要求耐、保持間隙精度的25L油泵齒輪。

　　要求: 粉末治金(生產(chǎn)批量要大).

　　20.條件: 拖拉機(jī)后橋齒輪(小模數(shù))、內(nèi)燃機(jī)車變速箱齒輪(m6-m8).

    要求: 55DTi或60D(均為低淬透性中碳結(jié)構(gòu)鋼)中頻淬火,回火,HRC50-55,或中頻加熱全部淬火.可獲得滲碳合金鋼的質(zhì)量,而工藝簡(jiǎn)化,材料便宜.

　　二、備注

　　1.機(jī)床齒輪按工作條件可分三組:

　　(1).低速:轉(zhuǎn)速2m/s,單位壓力350-600N/mm^2.

　　(2).中速:轉(zhuǎn)速2-6m/s,

　　單位壓力100-1000N/mm^2,沖擊負(fù)荷不大.

　　(3).高速:轉(zhuǎn)速4-12m/s,彎曲力矩大,單位壓力200-700N/mm^2.

　　2.機(jī)床常用齒輪材料及熱處理:

　　(1).45 淬火,高溫回火,HB200-250,用于圓周速度<1m/s中等壓力,高頻淬火,表面硬度HRC52-58,用于表面硬度要求高、變形小的齒輪.

　　(2).20Cr滲碳、淬火、低溫回火HRC56-62,用于高速、壓力、中等、并有沖擊的齒輪.

　　(3).40Cr 調(diào)質(zhì),HB220-250,用于圓周速度不大,中等單位壓力的齒輪,淬火,回火,HRC40-50,用于中等圓周速度、沖擊負(fù)荷不大的齒輪.

　　(4)除上述條件外，如尚要求熱處理時(shí)變形小,則用高頻淬火、硬度HRC52-58.

　　3.汽車、拖拉機(jī)齒輪的工作條件比機(jī)床齒輪要繁重得多,要求耐磨性、疲勞強(qiáng)度、心部強(qiáng)度和沖擊韌性等方面比機(jī)床齒輪高.因此,一般是載荷重、沖擊大,多采用低碳合金鋼(除左行列出的牌號(hào)以外,尚有20MnMoB、20SiMnVB、30CrMnTi、30MnTiB、20MnTiB等),經(jīng)滲碳、淬火、低溫回火處理.拖拉機(jī)最終傳動(dòng)齒輪的傳動(dòng)扭矩較大,齒面單位壓較高,密封性不好,砂土、灰土容易鉆入,工作條件比較差,常采用20CrNi3A等滲碳。

　　4.一般機(jī)械齒輪最常用的材料是45和40Cr，其熱處理方法選擇如下:

　　(1).整體淬火;強(qiáng)度、硬度(HRC50-55)提高,承載能力增大,但韌性減小,變形較大,淬火后須磨齒或研齒,只適用于載荷較大、無沖擊的齒輪.應(yīng)用較少.

　　(2).調(diào)質(zhì):由于硬度低,韌性也好不太高,不能用于大沖擊載荷下工作,只適用于低速、中載的齒輪,一對(duì)調(diào)質(zhì)齒輪的小齒輪面硬度要比大齒面硬度高出HB25-40.

　　(3).正火:受條件限制不適合淬火和調(diào)質(zhì)的大直徑齒輪用.

　　(4).表面淬火:45、40Cr高頻淬火機(jī)床齒輪廣泛采用,直徑較大用火焰表面淬火.但對(duì)受較大沖擊載荷的齒輪因其韌性不夠,須用低碳鋼(有沖擊、中小載荷)或低碳合金鋼(有沖擊、大載)滲碳

　　熱處理的方法有中頻淬火、高頻淬火多種，可根據(jù)需要選用合適的設(shè)備，希望這些知識(shí)可以給廣大技術(shù)人員在操作齒輪淬火設(shè)備中提供有效的參考價(jià)值。