齿轮热处理变形控制-论文.pdf

《齿轮热处理变形控制-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、工业技术I■齿轮热处理变形控制薛宏奎(陕西法士特沃克齿轮有限公司)[摘要]本文着重对齿轮热处理的生产过程进行系统分析和探讨，找到了减小齿轮热处理变形的措施，结果显示在生产中取得了良好的效果。[关键词]齿轮加工，热处理；变形；控制中图分类号：TG61文献标识码：A文章编号：1009~914X(2014)36-0036-011．原材料对变形的影响和控制以某内花键齿轮66100301为例，简述该类齿轮在热处理渗碳淬火过程中，1．1化学成分变形产生的原因及生产阶段所采取的控制措施。该齿轮材料为SAE86

2、20H，外齿轮用钢中的含碳量及合金元素的化学成分应符合国家对齿轮用钢的规圆直径200．3ram，内花键大径50ram。内花键齿轮参数：齿数24，模数2ram，压力定。钢材的含氧量wO<0．002％，钢材的化学成分允许偏差应符合国标有关规角3O。，棒间距42．433～42．515ram，量棒直径3．5ram。热处理要求：有效硬化层定，其中铝元素<0．005％，硫元素<0．005％。深0．8～1．2ram，表面硬度58～62HRC，心部硬度3O～45HRC。1．2钢材冶炼方法及交货状态3．1渗碳工艺

3、齿轮钢材的冶金质量中以钢材的纯净度、淬透性及原始组织尤为重要。影(1)装炉方式传统的平装叠压方式，由于齿轮接触面积较大，使炉内各工件响钢材纯净度的主要因素是含氧量，真空脱气冶炼对净化钢材有明显的效果。温度的均匀性和渗碳气氛的流动性降低。通过试验验证，将平装叠压改为悬挂钢材的冶炼方法选用电炉或转炉冶炼，并经真空脱气处理，钢材热轧缓冷状式装炉，保证了各工件温度的均匀性、渗碳气氛的流动畅通，工件不叠加，从而态交货，交货硬度以200220HBW为最佳。使齿轮两端面渗层较均匀，表面碳浓度一致性较好。13钢

4、材的低倍组织(2)渗碳温度热应力是由齿轮内外温度差异造成的，温差越大，热应力也越齿轮用钢的低倍组织中，横截面经过酸浸后，其低倍组织试样上不能有目大，齿轮变形也越严重。因此，在选择齿轮渗碳温度时应遵循的原则是：在保证视可见的缩孔、气泡、裂纹、夹杂、翻皮、白点及残余枝晶等缺陷。具体的酸浸合理的渗碳速度前提下，应尽可能采用较低的渗碳温度。该齿轮用钢选用低倍组织依据国标的规定：中心疏松、一般疏松和锭型偏析三种类型的级别不SAE8620H，渗碳温度为920"(2。应大于2级。(3)渗层深度和碳势控制由于齿

5、轮在渗碳过程中，表面碳浓度和渗层深度14晶粒度对渗层组织结构产生影响。渗层越厚，淬火时组织应力会越大，使变形也增大，钢的奥氏体晶粒度是金属材料中重要的组织参数，对钢淬火开裂和畸变倾而且渗碳组织中，异常碳化物的分布也会使齿形、齿向的变化增大，所以在保证向有很大影响。细小均匀的奥氏体晶粒，可以有效稳定齿轮用钢的淬透性，并且齿轮使用条件的前提下，有必要将渗碳层深度控制在合理的范围内。减小热处理变形，特别能提高渗碳钢的抗脆断能力。晶粒度的等级共分l5级，其据文献资料显示，渗碳齿轮表面合理碳浓度为0．85

6、％～1．05％，淬火后齿轮中，l～5级是粗晶粒，6一l5级是细晶粒。晶粒度越大，钢的淬火开裂和畸变倾向的各项性能指标匹配最佳。因此，将强渗阶段炉内碳势Cp设定为1．05％，扩散越大。对钢材的奥氏体晶粒度级别规定是5-8级为合格(渗碳法)。特别要指出，阶段碳势cp设定为0．80％～0．85％，从而齿轮渗碳层的最高含碳量被设定为钢材如若有混晶现象发生，钢的结构强度会剧烈降低，应力集中区变脆。所以，0．85％～0．95％，同时，渗碳组织中碳化物级别控制在4级以内。经二次加热压床选用钢材时要杜绝混晶现象

7、发生淬火处理后，齿轮获得了良好的综合力学性能。2．锻造和正火对变形的影响和控制32淬火处理2．1齿轮的锻造及残余应力(1)淬火温度的选择渗碳淬火温度越高，在淬火过程中产生的组织应力越齿轮毛坯多采用锻造成形，其优点是锻件内部致密且组织比较均匀，锻造大，变形也越大所以，为减小变形，选择淬火温度时，要保证高于奥氏体化温度流线对称、锻后冷却均匀，其性能高于铸件及焊接件缺点是需要较大的变形(SAE8620H奥氏体化温度：83O℃)，在保证工件硬度的前提下，尽量选择较低力，从而使齿轮毛坯经锻造后残存一定的锻

8、造应力。为了提高金属塑性，降低变的淬火温度。该齿轮选用SAE8620H钢材，淬火温度为84O℃。形抗力，在锻造前对金属进行加热，从而使金属获得良好的锻后组织。正确的加(2)保温时间的选择二次加热采用转底炉进行，保温时间的选择以奥氏体热规范应当考虑到金属在加热过程中组织的变化，不产生或少产生氧化、脱碳、转变完全、齿轮表面和心部温度一致为原则，为了节约能源，选择下限保温时过热、过烧及内部裂纹等缺陷。若高于始锻温度，锻件易产生过热、过烧的质量间。问题；若低于终锻温度，则钢材塑性显著降低易造成齿坯裂纹。