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影響齒輪熱處理變形的主要因素

發(fā)布時(shí)間:2016-02-03

齒輪經(jīng)熱處理后的變形不僅與熱處理工藝有關(guān),而且 涉及到齒輪的設計 、選用的材料及工藝等整個(gè)制造過(guò)程,因此要控制齒輪熱處理后的變形應該考慮各種影響 。經(jīng)總結,其主要影響因素如下 。
1、齒輪的形狀是影響變形大小及變形趨勢的最重要因素
以齒輪的花鍵孔為例,齒輪形狀影響齒輪熱處理變形的情況如下表 1 所示。

2 齒輪材料對變形的影響
(1) 齒輪材料的不同,變形也不同。
(2) 即使是同種材料,由于不是同一爐號的材料,其含碳量及淬透性是不一樣的,變形也略有不同。
(3) 原材料質(zhì)量的優(yōu)劣,對變形也有很大的影響。如若組織粗大、帶狀組織嚴重等熱處理變形較大。
因此,即使是同種材料不同爐號的材料,其變形也是不一樣。
3 鍛造產(chǎn)生金屬流線(xiàn)不對稱(chēng),金屬未充滿(mǎn)模腔,鍛后冷卻不均勻,造成熱處理變形不一致。
4 鍛造正火狀態(tài)對變形的影響
鍛造正火質(zhì)量的好壞,對齒輪滲碳淬火后的變形有一定的影響。
(1) 正火的組織。若鍛坯正火組織出現魏氏體組織,將造成齒輪滲碳淬火后變形增加。
(2) 帶狀組織。若存在將使齒輪內孔熱后橢圓度增大。
(3) 晶粒度。晶粒粗細不均勻,會(huì )引起齒輪最終熱處理不均勻的變形。
(4) 正火硬度。若齒輪正火硬度過(guò)高,會(huì )使齒輪內孔熱處理變形增大。
(5) 正火加熱后冷卻時(shí),冷卻方式不同,如堆冷 、散冷, 造成的一爐齒坯冷卻不一致,正火狀態(tài)不一致性,導致齒輪熱處理后變形不一致 。
5 機加工的影響
(1) 一般熱處理變形量,隨機加工變形量的增大而增大。
(2) 由于機加工工藝不當,齒輪拉花鍵孔時(shí)出口方向不當,刀具磨損切削時(shí)所造成的殘留應力等使熱處理變形增加。
6 熱處理工藝對變形的影響
(1) 裝爐方法的影響。對直徑與厚度之比較大的盤(pán)形齒輪,掛放比平放齒向變形要小些。
(2) 淬火溫度的影響。淬火溫度對熱處理變形有一定影響,因此在生產(chǎn)過(guò)程中要嚴格控制。
對于 20CrMn Ti 鋼制成的齒輪,隨著(zhù)溫度的提高內孔錐度增加,一般淬火溫度應在保證硬度和金相組織的前提下,淬火溫度偏低為好,這樣變形較為穩定,易控制。
(3) 淬火介質(zhì)的影響。冷卻油的質(zhì)量、溫度對變形有較大影響。
①若淬火油中有水混入,會(huì )使冷卻速度加快,應力增大,淬火變形增大。
②采用熱油淬火的齒輪比冷循環(huán)油淬火齒輪,可獲得較小的變形量。
(4) 淬火的工藝方法對變形的影響。齒輪滲碳后直接淬火,一般比二次加熱淬火變形要小。
(5) 其它如裝爐數量和淬火油中的擺動(dòng)方法及出油溫度等均影響變形。裝爐數量多,在爐內時(shí)間長(cháng),變形就大。淬入油中一般齒輪的水平擺動(dòng)比垂直擺動(dòng)變形要小。
以上是影響齒輪熱處理變形的主要因素。齒輪在熱處理過(guò)程加會(huì )產(chǎn)生組織應力和熱應力,因而變形是不可避免的。齒輪的變形將直接影響到齒輪的精度。而變形大的齒輪不能使用就要報廢。因此,掌握熱處理變形的規律,并將其變形控制在較小的范圍之內,控制齒輪變形使其有重復性、穩定性,是生產(chǎn)企業(yè)熱處理的重要工作。通過(guò)做艱苦細致的齒輪變形試驗,掌握變形數據,再通過(guò)冷熱加工工藝配合,是可以將齒輪變形穩定下來(lái),保證齒輪的質(zhì)量符合技術(shù)要求。