齒輪淬火設備的熱處理介紹

 　　國韻電子技術人員為我們詳細介紹一下齒輪淬火設備中的齒輪熱處理知識，例如：30CrMnTi 調質275~310HB，齒輪表面淬火58~63HRC，淬火深度1~2mm，了解其材料、機理、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 去應力退火

　　2.條件:低速(<1m/s)、輕載,如車床溜板齒輪等

　　要求: 45 調質,HB200-250

　　3.條件: 低速、中載,如標準系列減速器齒輪

　　要求: 45 40Cr 40MnB (5042MnVB) 調質,HB220-250

　　4.條件: 低速、重載、無沖擊,如機床主軸箱齒輪

　　要求: 40Cr(42MnVB) 淬火 中溫回火 HRC40-45

　　5.條件: 中速、中載,無猛烈沖擊,如機床主軸箱齒輪

　　要求: 40Cr、40MnB、42MnVB 調質或正火,感應加熱表面淬火,低溫回火,時效,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(無高頻設備時,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+細珠光體.

　　11.條件: 高速、重載、有沖擊、模數<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>6,要求高強度、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、外形復雜的重要齒輪,如高速柴油機、重型載重汽車,航空發動機等設備上的齒輪.

　　要求: 12Cr2Ni4A、20Cr2Ni4A、18Cr2Ni4WA、20CrMnMoVBA(鍛造→退火→粗加工→去應力→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,精密傳動齒輪.

　　要求: 35CrMO 淬火,低溫回火,HRC45-50

　　16.條件: 精密傳動、有一定耐磨性大齒輪.

　　要求: 35CrMo 調質,HB255-302.

　　17.條件: 要求抗磨蝕性的計量泵齒輪.

　　要求: 9Cr16Mo3VRE 沉淀硬化.

　　18.條件: 要求高耐磨性的鼓風機齒輪.

　　要求: 45 調質,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(生產批量要大).

　　20.條件: 拖拉機后橋齒輪(小模數)、內燃機車變速箱齒輪(m6-m8).

    要求: 55DTi或60D(均為低淬透性中碳結構鋼)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量,而工藝簡化,材料便宜.

　　二、備注

　　1.機床齒輪按工作條件可分三組:

　　(1).低速:轉速2m/s,單位壓力350-600N/mm^2.

　　(2).中速:轉速2-6m/s,

　　單位壓力100-1000N/mm^2,沖擊負荷不大.

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

　　2.機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 調質,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、沖擊負荷不大的齒輪.

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

　　3.汽車、拖拉機齒輪的工作條件比機床齒輪要繁重得多,要求耐磨性、疲勞強度、心部強度和沖擊韌性等方面比機床齒輪高.因此,一般是載荷重、沖擊大,多采用低碳合金鋼(除左行列出的牌號以外,尚有20MnMoB、20SiMnVB、30CrMnTi、30MnTiB、20MnTiB等),經滲碳、淬火、低溫回火處理.拖拉機最終傳動齒輪的傳動扭矩較大,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.應用較少.

　　(2).調質: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,一對調質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質的大直徑齒輪用.

　　(4).表面淬火:45、40Cr高頻淬火機床齒輪廣泛采用,直徑較大用火焰表面淬火.但對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，可根據需要選用合適的設備，希望這些知識可以給廣大技術人員在操作齒輪淬火設備中提供有效的參考價值。