齒輪常用的表面淬火方法有火焰淬火、感應淬火和接觸電(diàn)阻加熱淬火等,此外還(hái)有先進的激光(guāng)淬火等。利用表面加熱淬火而得到(dào)表面硬化層後,齒輪的心部仍可以保持原來的顯微組織和性能(néng)不變,從(cóng)而達到(dào)提高(gāo)疲勞強度和耐磨性并保持心部韌性的優良綜合性能(néng)。并可以節省能(néng)源、減小(xiǎo)齒輪淬火畸變。
1.表面淬火的分類
見(jiàn)表1。
表1 表面淬火的分類
分類 | 工(gōng)藝 | |
粗分 | 細分 | |
加熱時所具有的供熱方法 | — | 感應淬火、火焰淬火、鹽浴加熱淬火、電(diàn)解液淬火、接觸電(diàn)阻加熱淬火、激光(guāng)淬火、電(diàn)子束淬火、離子束淬火、高(gāo)頻脈沖電(diàn)流感應淬火、太陽能(néng)加熱淬火等 |
能(néng)量密度 | 較低(dī)能(néng)量密度加熱 | 感應淬火、火焰淬火、鹽浴加熱淬火、電(diàn)解液淬火等 |
高(gāo)能(néng)量密度加熱 | 激光(guāng)淬火、電(diàn)子束淬火、離子束淬火、接觸電(diàn)阻加熱淬火、太陽能(néng)加熱淬火等 | |
能(néng)量來源 | 内熱源加熱 | 感應淬火、脈沖電(diàn)流感應淬火等 |
外熱源加熱 | 火焰淬火、鹽浴加熱淬火、電(diàn)解液淬火、接觸電(diàn)阻加熱淬火、激光(guāng)淬火、電(diàn)子束淬火、離子束淬火、太陽能(néng)加熱淬火等 |
2.表面淬火齒輪的一(yī)般技(jì)術(shù)要求
1)表面淬火齒輪的技(jì)術(shù)要求見(jiàn)表2。
表2 表面淬火齒輪的技(jì)術(shù)要求
項目 | 小(xiǎo)齒輪 | 大齒輪 | 說明 |
硬化層深度/mm | (0.2~0.4)m① | 有效硬化層深度,按标準GB/T 5617—2005規定 | |
齒面硬度HRC | 50~55 | 45~50或300~400HW | 如果傳動比為(wèi)1∶1,則大小(xiǎo)齒輪齒面硬度可以相(xiàng)等 |
表層組織 | 細針狀馬氏體 | 齒部不允許有鐵素體 | |
心部硬度HBW | 調質:碳鋼265~280 合金鋼270~300 | 對某些要求不高(gāo)的齒輪可以采用正火作為(wèi)預備熱處理 |
①m為(wèi)齒輪模數(mm)。
2)齒輪表面淬火硬化層分布形式、強化效果及應用範圍
a、齒根不淬硬
工(gōng)藝方法:回轉加熱淬火法。
強化效果:齒面耐磨性提高(gāo);彎曲疲勞強度沒有多(duō)大影響,許用彎曲應力低(dī)于該鋼材調質後的水(shuǐ)平。
高(gāo)頻(包括 超音(yīn)頻)淬火 | 中頻(2.5kHz、8kHz)淬火 | 火焰淬火 |
感應處理齒輪直徑由設備功率決定;齒輪寬度10~100mm;m≤5mm | 處理齒輪直徑由設備功率決定,齒輪寬度35~150mm;個(gè)别可達400mm;m≤10mm | 齒輪直徑可達450mm;專用淬火機(jī)床;m≤6mm,個(gè)别情況可到(dào)m≤12mm |
注:m—齒輪模數(mm)。
b、齒根淬硬
工(gōng)藝方法:回轉加熱淬火法。
強化效果:齒面耐磨性及齒根彎曲疲勞強度都得到(dào)提高(gāo);許用彎曲應力比調質狀态提高(gāo)30%~50%;可部分代替滲碳齒輪。
高(gāo)頻(包括 超音(yīn)頻)淬火 | 中頻(2.5kHz、8kHz)淬火 | 火焰淬火 |
感應處理齒輪直徑由設備功率決定;齒寬10~100mm;m≤5mm | 處理齒輪直徑由設備功率決定,齒輪寬度35~150mm,個(gè)别可達400mm;m≤10mm | 齒輪直徑可達450mm;m≤6mm,個(gè)别情況可到(dào)m≤10mm |
c、齒根淬硬
工(gōng)藝方法:單齒連續加熱淬火法。
強化效果:齒面耐磨性提高(gāo);彎曲疲勞強度受一(yī)定影響(一(yī)般硬化層結束于離齒根2~3mm處);許用彎曲應力低(dī)于該鋼材調質後的水(shuǐ)平。
高(gāo)頻(包括 超音(yīn)頻)淬火 | 中頻(2.5kHz、8kHz)淬火 | 火焰淬火 |
齒輪直徑不受限制,m≥5mm | 齒輪直徑不受限制,m≥8mm | 齒輪直徑不受限制,m≥6mm |
d、齒根淬硬
工(gōng)藝方法:沿齒溝連續加熱淬火法。
強化效果:齒面耐磨性及齒根彎曲疲勞強度均提高(gāo);許用彎曲應力比調質狀态提高(gāo)30%~50%;可部分代替滲碳齒輪。
高(gāo)頻(包括 超音(yīn)頻)淬火 | 中頻(2.5kHz、8kHz)淬火 | 火焰淬火 |
齒輪直徑不受限制,m≥5mm | 齒輪直徑不受限制,m≥8mm | 齒輪直徑不受限制,m≥10mm |