毕业论文：42crmo齿轮轴热处理工艺设计

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1、-XX.—1—刖目热处理工艺是整个机械加工过程种的一个重要环节，它与工件设计及其它加工工艺之间存在密切关系。如何实现工件设计时提出的几何形状和加工精度，满足设计时所要求的多种性能指标，热处理工艺制定的合理与否，有着至关重要的作用。现代工业的飞速发展对机械零部件、工模具等提出的要求愈来愈高。热处理不仅对锻造机械加工的顺利进行和保证加工效果起着重要作用，而且在改善或消除加工后缺陷，提高工件的使用寿命等方面起着重要作用。为获得理想的组织与性能，保证零件在生产过程中的质量稳定性和使用寿命，就必须从工件的特点

2、、要求和技术条件，认真分析产品在使用过程中的受力状况和可能失效形式，正确选择材料再根据生产规模、现场条件、热处理设备提出几种可行的热处理方案，最后根据其经济性、方便性、质量稳定性和便于管理、降低成本等因素，确定出一种最佳方案。齿轮轴的心部要求有一定的强度和韧性、有较高的疲劳极限和抗多次冲击能力。表面还应具有一定的硬度和耐磨性。为了满足这些性能要求、材料要有很好的力学性能、常采用42CrMo钢经正火、调质、感应加热淬火加低温回火已达到所要求的性能。42CrMo为中碳合金钢、预备热处理是正火、主要目的是

3、为了获得一定的硬度、便于钢坯的切削加工、为调质做好组织准备。调质的目的是为了提高轧机齿轮轴的综合力学性能。中频感应加热表面淬火是使零件表面得到高的硬度和耐磨性、而心部仍保持一定的强度及较高的塑性、韧性。摘要通过对42CrMo钢热处理工艺的分析、明确在执行热处理工艺过程中所需要注意的问题。能够正确确定加热温度、时间、保温时间、冷却方式、其目的就是通过正确的热处理工艺、达到所需要的性能、保证质量。关键词齿轮齿轮钢齿轮轴热处理特性缺陷.齿轮轴的服役条件、失效形式及性能要求1.服役条件、失效形式齿轮轴在转动

4、时主要承受剪切应力、交变弯曲应力、传递动载荷等工作、受到多次冲击应力。在工作过程中、由于不同的应力作用、导致不同的失效形式、主要有疲劳磨损、裂纹、表面点蚀、弯曲疲劳折断、冲击折断等。2.性能要求1.具有高的疲劳极限；2.具有高的抗弯强度；3.具有较高的韧性；4.具有高的耐磨性；5.具有抗多次冲击能力；6.具有局温下的局强度；1.具有一定的精度二.齿轮轴材料的选择齿轮轴材料的选用根据齿轮轴的工作条件、要求以及性能来确定。主要是工作时载荷的大小,转速的高低及齿轮的精度要求来确定的。载荷大小主要是指齿轮传

5、递转矩的大小,通常以齿面上单位压应力作为衡量标志。一般分为:轻载荷、中载荷、重载荷和超重载荷。根据要求42GrMo钢的性能符合度非常好、其经过正火、调质、感应加热淬火加低温回火后表面硬度可达HRC50的高硬度、表面耐磨性好、心部硬度可达HRG35~45。42GrMo钢属于超高强钢、具有高强度和高韧性、淬透性好、调质后有较高的疲劳极限和抗多次冲击的能力。淬火时变形小、高温时具有高的蠕变强度和持久强度、且无明显的回火脆性42CrMo钢中含有的合金元素Cr、Mo。其中铬能增加钢的淬透性并有二次硬化作用。可

6、提高高碳钢的硬度和耐磨性而不使钢变脆；含量超过12%时。使钢有良好的高温抗氧化性和耐氧化性介质腐蚀的作用。还增加钢的热强性、铬为不锈耐酸钢及耐热钢的主要合金元素。铬在调质结构钢中的主要作用是提高淬透性。使钢经淬火回火后具有较好的综合力学性能、在渗碳钢中还可以形成含铬的碳化物、从而提高材料表面的耐磨性。而钼在钢中能提高淬透性和热强性。防止回火脆性、增加剩磁和矫顽力以及在某些介质中的抗蚀性、在调质钢中、钼能使较大断面的零件淬深、淬透、提高钢的抗回火性或回火稳定性、使零件可以在较高温度下回火、从而更有效地

7、消除（或降低）残余应力、提高塑性。所以在生产中常常选用42CrMo作为轧机齿轮轴的材料。其综合力学性能优良符合质量要求。三.42CrMo钢的C曲线通过查找《热处理手册》获得42CrMo钢的C曲线如下图所示、成分如表1。图1.42CrMo钢连续转变C曲线表142CrMo钢的化学成分化学成分（质量分数）％CSiMnPSCrNiCuMo42CrMo0.420.270.650.0050.0051.100.0050.0050.20.42CrMo齿轮轴的热处理工艺设计4.1.42CrMo的工艺流程4.1.1.加

8、工路线备料-►锻造-►正火-＞粗、半精加工-＞制齿周质-＞中频感应加热淬火、低温回火-►精机加工磨齿（6级以上精度齿轴）。4.1.2.锻造工艺设计锻造齿轮轴的毛坯经过锻造后获得基本的形状。锻造是利用锻压机械对金属坯料施加压力、使其产生塑性变形、已获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸的锻件的加工方法。齿轮轴的锻造工艺与齿轮相差不大、用棒料镦经切削加工制成的齿轴、其纤维组织弯曲呈放射状、所有齿部的正应力都平行于纤维组织的方向、力学性能得到很大的提高。查阅《热处理工艺规范数