齿轮淬火设备的热处理介绍

 　　国韵电子技术人员为我们详细介绍一下齿轮淬火设备中的齿轮热处理知识，例如：30CrMnTi 调质275~310HB，齿轮表面淬火58~63HRC，淬火深度1~2mm，了解其材料、机理、条件、热处理要求是非常必要的。

　　一、 工作条件以及材料与热处理要求

　　1.条件: 低速、轻载又不受冲击

　　要求: HT200 HT250 HT300 去应力退火

　　2.条件:低速(<1m/s)、轻载,如车床溜板齿轮等

　　要求: 45 调质,HB200-250

　　3.条件: 低速、中载,如标准系列减速器齿轮

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

　　4.条件: 低速、重载、无冲击,如机床主轴箱齿轮

　　要求: 40Cr(42MnVB) 淬火 中温回火 HRC40-45

　　5.条件: 中速、中载,无猛烈冲击,如机床主轴箱齿轮

　　要求: 40Cr、40MnB、42MnVB 调质或正火,感应加热表面淬火,低温回火,时效,HRC50-55

　　6.条件: 中速、中载或低速、重载,如车床变速箱中的次要齿轮

　　要求: 45 高频淬火,350-370℃回火,HRC40-45(无高频设备时,可采用快速加热齿面淬火)

　　7.条件: 中速、重载

　　要求: 40Cr、40MnB(40MnVB、42CrMo、40CrMnMo、40CrMnMoVBA)淬火,中温回火,HRC45-50.

　　8.条件: 高速、轻载或高速、中载,有冲击的小齿轮

　　要求: 15、20、20Cr、20MnVB渗碳,淬火,低温回火,HRC56-62.38CrAl 38CrMoAl 渗氮,渗氮深度0.5mm,HV900

　　9.条件: 高速、中载,无猛烈冲击,如机床主轴轮

　　要求: 40Cr、40MnB、(40MnVB)高频淬火,HRC50-55.

　　10.条件: 高速、中载、有冲击、外形复杂和重要齿轮,如汽车变速箱齿轮(20CrMnTi淬透性较高,过热敏感性小,渗碳速度快,过渡层均匀,渗碳后直接淬火变形较小,正火后切削加工性良好,低温冲击韧性也较好).

　　要求: 20Cr、20Mn2B、20MnVB渗碳,淬火,低温回火或渗碳后高频淬火,HRC56-62.18CrMnTi、20CrMnTi(锻造→正火→加工齿轮→局部镀同→渗碳、预冷淬火、低温回火→磨齿→喷丸)渗碳层深度1.2-1.6mm,齿轮硬度HRC58-60,心部硬度HRC25-35.表面:回火马氏体+残余奥氏体+碳化物.中心:索氏体+细珠光体.

　　11.条件: 高速、重载、有冲击、模数<5.

　　要求: 20Cr、20Mn2B 渗碳、淬火、低温回火,HRG56-62.

　　12.条件: 高速、重载、或中载、模数>6,要求高强度、高耐磨性,如立车重要螺旋锥齿轮.

　　要求: 18CrMnTi、20SiMnVB 渗碳、淬火、低温回火,HRC56-62

　　13.条件: 高速、重载、有冲击、外形复杂的重要齿轮,如高速柴油机、重型载重汽车,航空发动机等设备上的齿轮.

　　要求: 12Cr2Ni4A、20Cr2Ni4A、18Cr2Ni4WA、20CrMnMoVBA(锻造→退火→粗加工→去应力→半精加工→渗碳→退火软化→淬火→冷处理→低温回火→精磨)渗碳层深度1.2-1.5mm,HRC59-62.

　　14.条件: 载荷不高的大齿轮,如大型龙门刨齿轮.

　　要求: 50Mn2、50、65Mn 淬火,空冷,HB≤ 241

　　15.条件: 低速、载荷不大,精密传动齿轮.

　　要求: 35CrMO 淬火,低温回火,HRC45-50

　　16.条件: 精密传动、有一定耐磨性大齿轮.

　　要求: 35CrMo 调质,HB255-302.

　　17.条件: 要求抗磨蚀性的计量泵齿轮.

　　要求: 9Cr16Mo3VRE 沉淀硬化.

　　18.条件: 要求高耐磨性的鼓风机齿轮.

　　要求: 45 调质,尿素盐浴软氮化.

　　19.条件: 要求耐、保持间隙精度的25L油泵齿轮。

　　要求: 粉末治金(生产批量要大).

　　20.条件: 拖拉机后桥齿轮(小模数)、内燃机车变速箱齿轮(m6-m8).

    要求: 55DTi或60D(均为低淬透性中碳结构钢)中频淬火,回火,HRC50-55,或中频加热全部淬火.可获得渗碳合金钢的质量,而工艺简化,材料便宜.

　　二、备注

　　1.机床齿轮按工作条件可分三组:

　　(1).低速:转速2m/s,单位压力350-600N/mm^2.

　　(2).中速:转速2-6m/s,

　　单位压力100-1000N/mm^2,冲击负荷不大.

　　(3).高速:转速4-12m/s,弯曲力矩大,单位压力200-700N/mm^2.

　　2.机床常用齿轮材料及热处理:

　　(1).45 淬火,高温回火,HB200-250,用于圆周速度<1m/s中等压力,高频淬火,表面硬度HRC52-58,用于表面硬度要求高、变形小的齿轮.

　　(2).20Cr渗碳、淬火、低温回火HRC56-62,用于高速、压力、中等、并有冲击的齿轮.

　　(3).40Cr 调质,HB220-250,用于圆周速度不大,中等单位压力的齿轮,淬火,回火,HRC40-50,用于中等圆周速度、冲击负荷不大的齿轮.

　　(4)除上述条件外，如尚要求热处理时变形小,则用高频淬火、硬度HRC52-58.

　　3.汽车、拖拉机齿轮的工作条件比机床齿轮要繁重得多,要求耐磨性、疲劳强度、心部强度和冲击韧性等方面比机床齿轮高.因此,一般是载荷重、冲击大,多采用低碳合金钢(除左行列出的牌号以外,尚有20MnMoB、20SiMnVB、30CrMnTi、30MnTiB、20MnTiB等),经渗碳、淬火、低温回火处理.拖拉机最终传动齿轮的传动扭矩较大,齿面单位压较高,密封性不好,砂土、灰土容易钻入,工作条件比较差,常采用20CrNi3A等渗碳。

　　4.一般机械齿轮最常用的材料是45和40Cr，其热处理方法选择如下:

　　(1).整体淬火;强度、硬度(HRC50-55)提高,承载能力增大,但韧性减小,变形较大,淬火后须磨齿或研齿,只适用于载荷较大、无冲击的齿轮.应用较少.

　　(2).调质:由于硬度低,韧性也好不太高,不能用于大冲击载荷下工作,只适用于低速、中载的齿轮,一对调质齿轮的小齿轮面硬度要比大齿面硬度高出HB25-40.

　　(3).正火:受条件限制不适合淬火和调质的大直径齿轮用.

　　(4).表面淬火:45、40Cr高频淬火机床齿轮广泛采用,直径较大用火焰表面淬火.但对受较大冲击载荷的齿轮因其韧性不够,须用低碳钢(有冲击、中小载荷)或低碳合金钢(有冲击、大载)渗碳

　　热处理的方法有中频淬火、高频淬火多种，可根据需要选用合适的设备，希望这些知识可以给广大技术人员在操作齿轮淬火设备中提供有效的参考价值。