淺談齒輪熱處理及齒輪熱處理變形因素

1.齒輪的強度設計與熱處理

　　齒輪的抗接觸疲勞強度、抗彎曲疲勞強度、心部韌性、表面硬度及耐磨性等都是熱后齒輪的關鍵指標，直接關系著齒輪的使用壽命長短。原材料性能及熱處理工藝都會顯著影響到齒輪件的承載力，因此按需選材、合理編制工藝就顯得尤為重要。通常來說齒輪的承載力評判主要是通過熱后齒輪的表面硬度、心部硬度及有效硬化層深來衡量。GB/T3480.5-2008中將齒輪疲勞強度與材料熱處理質量等級進行結合，并將疲勞極限分為ME、MQ、ML三個等級并予以圖示。設計齒輪時應根據質量等級和相應的疲勞極限曲線圖為基礎進行齒輪承載能力計算，既考慮使用強度又兼顧經濟性。

2.影響齒輪熱處理變形的關鍵因素

　　2.1齒輪毛坯的預先熱處理

　　齒輪毛坯的預先熱處理通常有調質處理、普通正火、等溫正火、鍛造余熱等溫正火等手段。普通正火處理會造成不同零件或同一零件不同部位的組織、硬度出現較大差別，會降低加工性能和加劇熱處理變形，進而影響齒輪精度等級和使用性能。齒輪毛坯終鍛溫度一般在900℃左右，毛坯仍處在奧氏體階段，其晶粒會比重新加熱顯著粗大，而粗大晶粒具有遺傳性且轉變P+F過程滯后，容易出現貝氏體或斷離珠光體，使得加工性變差。等溫正火即將毛坯*加熱到Ac3線以上的適當溫度得到均勻的奧氏體后，通過速冷方式將毛坯冷至奧氏體等溫轉變圖“鼻尖"溫度左右在低溫爐中進行等溫轉變，出爐后再空冷到室溫的工藝過程。因此可以采用鍛造余熱等溫正火或等溫正火進行預處理，生產中要根據毛坯材質、尺寸因素來合理選擇和控制等溫前的冷卻速度、等溫溫度和等溫時間這三個工藝參數，使毛坯在相對恒定的溫度下完成組織轉變，以此來獲得均勻的顯微組織和合適的硬度，即硬度在160HB~197HB，金相組織為均勻的F+P。等溫正火工藝的特點是正火質量穩定，熱處理變形小，適合大批量生產。對于大批量生產的變速箱齒輪來說，合適毛坯的硬度和均勻組織能保證刀具的切削，既滿足高的切削效率，又對減小熱處理變形有著至關重要的作用。

　　2.2齒輪熱處理變形的一般來說都是多種因素的綜合作用、相互影響所致

　　除預先熱處理及淬透性外，零件形狀、鍛造、機械加工、淬火規范都可能會造成零件變形，進而影響齒輪精度和壽命。于齒輪件來說，易變形點無非是齒形齒向、周節累計、內花鍵縮孔等，由經驗即可判斷其變形規律，根據工藝路線提前預留好加工余量或補償量，使成品件正處于可接受的形變區間內。

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