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常用齿轮的热处理畸变原因及处理对策

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人气:-发表时间:2019-11-21 10:02【

 (1)圆柱齿轮畸变

1)畸变原因。渗碳淬火圆柱齿轮由于花键、键槽的淬火变形,造成配合不好。这种变形是由于形状不一引起的质量差异所造成。

2)对策。设计成不易发生变形的形状,如设计均匀的幅板孔;开减重槽、孔等,主要是使冷却均匀进行。从设计上考虑,在形状方面不能开减重槽、孔时,可以通过试验,取得变形的定量数据,在机加工时,提前预留出变形量进行预修正。

渗碳后去除轮齿之外的表面渗碳层,然后再淬火,这也是一种防止变形的方法,对于大型齿轮特别有效。

 (2)螺旋伞齿轮的淬火畸变

1)畸变危害。由于热处理畸变,与标准齿轮啮合时,造成接触点(接触印痕)移动很大,所以不能承受运转中的载荷,造成齿轮的早期损坏。

2)对策。一般情况下常常是由于材料的淬透性的不同,即材料成分的差异所造成的。因此,应严格控制材料成分的均匀性,使用淬透性带窄的材料,采取淬透性差值不大的材料。

 (3)减小高频淬火齿轮畸变的方法

1)通用方法

①应根据齿轮选择材料、齿轮大小及所要求的硬化层深度,并考虑到利用其淬透性,通常多使用40、45碳钢。

②齿轮坯料的锻造应当充分,毛坯纤维无方向性、晶粒均匀、非金属夹杂物均匀且具有特定形状等。

③高频淬火前应进行预处理,如调质或正火,以适应高频快速加热和均匀奥氏体化的要求。

④应选定适当的硬化层深度和形状,特别是当硬化层深度超过一定的需要量时,就会成为变形的主要原因。一般情况下,当模数在6~12mm之间时采用如下硬化层深度:

齿面硬化层深度=(0.2~0.3)×m

齿根硬化层深度= (0. 16~0.28)×m

2)齿轮高频淬火特有的防止变形方法

①可根据齿轮形状、大小、材料、设备状况,选定合适的方法。淬火方法不同,淬火变形的倾向、变形量等也不同。

②从齿轮设计和加工方面防止淬火变形的方法

a.轮辐厚度要大于齿宽的1/3,大约位于齿宽中间的对称位置上。由于加热中间部位时,齿面上的热量往轮辐扩散,因此可将整个齿面预热到150℃左右。

b.轮毂的壁厚要与齿形太小相对应,以保证足够的强度。

c.一般要把齿轮啮合中心置于齿宽的中间,尽可能做成凹形齿,凹下量为0.1mm左右。

d.当齿形顶端发生膨胀与相啮合的齿轮根部发生硬性接触(干涉)时,就要通过研磨等方法修复齿顶。

(4)渗碳齿轮淬火畸变的对策

1)预热时缓慢加热。尤其对于大型齿轮更要注意这一点。

2)渗碳的前处理在粗加工后进行调质处理。如940℃加热,保温时间以30min/in计算,然后油冷;油冷后在700℃下进行球化处理,保温时间按60min/in计算。经过这种处理后,毛坯组织能达到预期的细化和均匀化,同时也可不必担心出现铁素体的带状组织和块状组织。

3)改进渗碳淬火工艺。为了避免快速加热,在相变点附近750℃×40min进行预热;降低渗碳温度至900℃和淬火温度810℃×30min进行油淬。

4)为了防止淬火时的花键孔变形,可将锥形轴衬装入花键孔内并进行加热。

此文关键字:齿轮的热处理畸变原因

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