齒輪淬火是造成畸變的主要環(huán)節(jié)。控制淬火畸變的基本方法是盡可能地使齒輪各部位冷卻均勻。除此之外，還有一些值得注意的問題：

 

一、鋼材本身的淬透性對畸變的影響

 

 

鋼材淬透性越高，即參與組織轉(zhuǎn)變的體積也越大。當(dāng)工件完全淬透整體均呈馬氏體時(shí)，淬火前后的體積差達(dá)到最大，含碳量1%的鋼材體積變化約為 1%; 如果只淬透一半，即體積的一半淬火成馬氏體，則淬火前后的體積差將比前者小一倍，因此，淬透性愈小，淬火畸變也就愈小。反之齒輪的淬火畸變就越大。

 

 

在許多滲碳齒輪中，為了解決畸變問題常常采用降低心部硬度的辦法，然而，從齒輪強(qiáng)度來考慮，心部硬度又不能太低，因?yàn)楹芏帻X輪疲勞失效的一個(gè)重要的原因就是心部硬度偏低，所以，這成為齒輪生產(chǎn)中的一大矛盾。為了解決齒輪強(qiáng)度與熱處理畸變對齒輪心部硬度要求的矛盾，必須合理限制鋼材的淬透性。

 

 

實(shí)驗(yàn)表明，只要鋼材淬透性(或心部硬度) 相近，其畸變也相近，這就為控制畸變提供了有利的條件。對于齒輪淬火畸變而言，鋼材的淬透性高低固然重要，但更重要的是鋼材淬透性帶寬，即淬透性的波動(dòng)程度。正是因?yàn)殇摬牡拇阃感詫�齒輪淬火畸變有重要的意義，各國都將淬透性納入鋼材標(biāo)準(zhǔn)。近年來，淬透性帶寬度進(jìn)一步變窄，如德國的《滲碳淬火鋼交貨技術(shù)條件》中就新規(guī)定了窄淬透性鋼，其帶寬由普通淬透性鋼的8 HRC 減小到5 HRC。我國于2004年發(fā)布的新標(biāo)準(zhǔn)也比原標(biāo)準(zhǔn)縮小了淬透性帶的寬度。

 

二、壓力強(qiáng)制淬火

 

 

國內(nèi)眾多齒輪生產(chǎn)者在觀念上主張自由淬火，以求簡化工藝，方便操作，降低成本，壓力強(qiáng)制淬火工藝及設(shè)備的發(fā)展也因此受到很大的影響。遺憾的是，象錐齒輪這類具有結(jié)構(gòu)特殊性的齒輪采用自由淬火難于控制畸變，幾十年來，錐齒輪的畸變一直困擾著我國的齒輪行業(yè)。實(shí)際上，在熱處理生產(chǎn)中對于像細(xì)小麻花鉆頭及細(xì)長桿件等工件的彎曲畸變，大家都認(rèn)可采用壓力校直，以此實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的批量生產(chǎn);而對于齒輪制造中的薄壁大圓盤錐齒輪以及汽車同步器齒套之類的零件，采用壓床淬火同樣可以將生產(chǎn)過程及熱處理工藝中存在的各種潛在畸變因素在強(qiáng)壓下消除或減小其影響作用，從總體上比自由淬火付出的代價(jià)要低得多。因此，壓床強(qiáng)制淬火應(yīng)當(dāng)是一種重要而不可缺的工藝方法。

 

最近，國外開發(fā)了一種模壓式感應(yīng)淬火工藝，用于特殊齒輪，特別是傘齒輪和同步器齒套的淬火，取得了明顯效果。這種新工藝綜合了感應(yīng)淬火和模壓式淬火的優(yōu)勢，可使畸變大大減小，并且可以減少或取消后續(xù)工序。而且，由于感應(yīng)淬火采用水基冷卻液淬火，所以熱處理后的齒輪不需要清洗。同時(shí)，內(nèi)置的感應(yīng)器不僅可以加熱淬火，還可以用來加熱回火零件而不需要附加的設(shè)備，因此生產(chǎn)成本大大降低。

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