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齿轮较为常用的热处理方式有哪几种


发布时间:2022-06-26 03:08:05 来源:牛宝体育APP  作者:牛宝体育app官网下载

  齿轮由碳含量相对较低(低于 0.25%)的低碳钢制成。这种等级的钢非常适合用于齿轮芯,因为它允许轮齿在重载下略微弯曲并吸收能量而不会断裂。这种特性被称为韧性,它描述了材料吸收外力的能力。然而,坚韧材料的一个缺点是它很容易被摩擦刮伤和磨损。为了提高齿轮耐磨性,必须通过在成分中添加碳来使钢变硬,但这反过来会降低韧性。

  高性能齿轮并没有在两者之间妥协,而是利用了这两种特性。齿轮的表面(称为外壳)经过硬化以防止磨损,而核心则保持坚硬以吸收重力和冲击载荷。这是通过使用特定的齿轮热处理技术组合来实现的,其中以精确的方式加热和冷却齿轮,同时将碳添加到齿轮齿的外表面。

  齿轮热处理包括将齿轮工件加热到接近或高于其临界温度,并保持特定时间,然后在某种介质中冷却金属,该介质可以是空气、水或熔盐。热处理工艺包括退火、表面硬化、回火、正火和淬火、渗氮、氰化等。

  齿轮热处理是齿轮制造中一个关键且复杂的要素,齿轮热处理影响着每个齿轮工件在将动力传递或将运动传递到组件中的其他部件方面的表现。热处理通过改变齿轮的化学、冶金和物理特性来优化齿轮的性能并延长其使用寿命。这些特性是通过考虑齿轮的几何形状、动力传输要求、负载循环率、负载下齿轮内不同点的应力、配合零件设计和其他操作条件来确定的。

  齿轮热处理可改善齿轮工件表面硬度等物理特性,从而赋予耐磨性,防止齿面和轴承表面简单磨损。热处理还通过产生次表面压应力来防止齿轮齿上的高接触应力引起的点蚀和变形,从而提高齿轮的疲劳寿命。这些相同的压应力可防止齿轮根部因循环齿弯曲而疲劳失效。

  齿轮正火热处理:正火的主要目的是消除冷加工过程后产生的内应力。在这个过程中,齿轮工件被加热到比其上临界温度高 30 – 50°C 并在空气中冷却。齿轮正火热处理提高了齿轮工件的性能、可加工性和抗拉强度。正火是为了使组织恢复正常状态而进行的热处理过程。

  齿轮调质热处理:用含碳量为0.3%~0.5%的优质碳素钢或合金钢制成的齿轮,常采用调质处理。调质处理可以细化晶粒,得到均匀细小的球状珠光体组织,具有一定的分散度和优良的综合力学性能,回火索氏体。一般经过调质处理,轮齿的硬度可达HB220~285。对于较小的齿轮,硬度可以更高。

  齿轮表面硬化:齿轮表面淬火后需要进行低温回火,以减少内应力和脆性。齿面硬度一般为HRC45~55。表面硬化齿轮承载能力高,能承受冲击载荷。一般粗加工的齿轮可先正火或调质,使齿轮的齿心具有一定的强度和韧性。

  齿轮渗碳淬火:渗碳淬火齿轮通常由含碳量为0.10%~0.25%的合金钢或高合金钢制成。渗碳淬火后齿面硬度HRC58-62。一般需要磨齿或珩磨,以消除热处理引起的变形。此类齿轮具有较高的接触强度和弯曲强度,可承受较大的冲击载荷。各种卡车中的重要齿轮经常经过渗碳和淬火处理。

  文章主要介绍了齿轮热处理方式的相关知识,浏览文章可以了解到齿轮热处理包括将齿轮工件加热到接近或高于其临界温度,并保持特定时间,而后在某种介质中冷却金属,该介质可以是空气、水或熔盐。热处理工艺包括退火、表面硬化、回火、正火和淬火、渗氮、氰化等。