齒輪常用的(de)表面淬火方法有火焰淬火、感應淬火和(hé / huò)接觸電阻加熱淬火等,此外還有先進的(de)激光淬火等。利用表面加熱淬火而(ér)得到(dào)表面硬化層後,齒輪的(de)心部仍可以(yǐ)保持原來(lái)的(de)顯微組織和(hé / huò)性能不(bù)變,從而(ér)達到(dào)提高疲勞強度和(hé / huò)耐磨性并保持心部韌性的(de)優良綜合性能。并可以(yǐ)節省能源、減小齒輪淬火畸變。
1.表面淬火的(de)分類
見表1。
表1 表面淬火的(de)分類
分類 | 工藝 | |
粗分 | 細分 | |
加熱時(shí)所具有的(de)供熱方法 | — | 感應淬火、火焰淬火、鹽浴加熱淬火、電解液淬火、接觸電阻加熱淬火、激光淬火、電子(zǐ)束淬火、離子(zǐ)束淬火、高頻脈沖電流感應淬火、太陽能加熱淬火等 |
能量密度 | 較低能量密度加熱 | 感應淬火、火焰淬火、鹽浴加熱淬火、電解液淬火等 |
高能量密度加熱 | 激光淬火、電子(zǐ)束淬火、離子(zǐ)束淬火、接觸電阻加熱淬火、太陽能加熱淬火等 | |
能量來(lái)源 | 内熱源加熱 | 感應淬火、脈沖電流感應淬火等 |
外熱源加熱 | 火焰淬火、鹽浴加熱淬火、電解液淬火、接觸電阻加熱淬火、激光淬火、電子(zǐ)束淬火、離子(zǐ)束淬火、太陽能加熱淬火等 |
2.表面淬火齒輪的(de)一(yī / yì /yí)般技術要(yào / yāo)求
1)表面淬火齒輪的(de)技術要(yào / yāo)求見表2。
表2 表面淬火齒輪的(de)技術要(yào / yāo)求
項目 | 小齒輪 | 大(dà)齒輪 | 說(shuō)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 | 如果傳動比爲(wéi / wèi)1∶1,則大(dà)小齒輪齒面硬度可以(yǐ)相等 |
表層組織 | 細針狀馬氏體 | 齒部不(bù)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(yào / yāo)求不(bù)高的(de)齒輪可以(yǐ)采用正火作爲(wéi / wèi)預備熱處理 |
①m爲(wéi / 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(bù)淬硬
工藝方法:回轉加熱淬火法。
強化效果:齒面耐磨性提高;彎曲疲勞強度沒有多大(dà)影響,許用彎曲應力低于(yú)該鋼材調質後的(de)水平。
高頻(包括 超音頻)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;許用彎曲應力比調質狀态提高30%~50%;可部分代替滲碳齒輪。
高頻(包括 超音頻)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
工藝方法:單齒連續加熱淬火法。
強化效果:齒面耐磨性提高;彎曲疲勞強度受一(yī / yì /yí)定影響(一(yī / yì /yí)般硬化層結束于(yú)離齒根2~3mm處);許用彎曲應力低于(yú)該鋼材調質後的(de)水平。
高頻(包括 超音頻)淬火 | 中頻(2.5kHz、8kHz)淬火 | 火焰淬火 |
齒輪直徑不(bù)受限制,m≥5mm | 齒輪直徑不(bù)受限制,m≥8mm | 齒輪直徑不(bù)受限制,m≥6mm |
d、齒根淬硬
工藝方法: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;許用彎曲應力比調質狀态提高30%~50%;可部分代替滲碳齒輪。
高頻(包括 超音頻)淬火 | 中頻(2.5kHz、8kHz)淬火 | 火焰淬火 |
齒輪直徑不(bù)受限制,m≥5mm | 齒輪直徑不(bù)受限制,m≥8mm | 齒輪直徑不(bù)受限制,m≥10mm |