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变速箱齿轮的热处理工艺

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人气:-发表时间:2019-03-12 14:33【

变速箱齿轮为汽车、拖拉机等发动机的重要部件,用于改变发动机曲轴和传动轴的速度比。故齿面在较高的载荷(冲击载荷和交变载荷等)下工作,因此磨损快。在工作过程中,通过齿面的接触传递动力,两齿面在相对运动过程中,既有滚动也有滑动,存在较大的压应力和摩擦力,经常换挡使齿端部受到冲击。要求变速箱齿轮具有高的抗弯强度、接触疲劳强度和良好的耐磨性,心部有足够的强度和冲击韧性。

(1)材料的选择

根据该齿轮的工作特点,结合其使用要求,应选用低合金渗碳钢,一是含有较多的合金元素,确保了渗碳后淬透性,减少齿轮的变形量,二是齿轮基体的强度和韧性得到了保障,能够满足齿轮的工作需要。一般采用20CrMnTi、20CrMnMo、18Cr2Ni4WA等渗碳钢,它们可以制作大型齿轮。

根据变速箱齿轮的服役条件,采用20CrMnTi低合金渗碳钢是适宜的,该钢的淬透性和心部强度较高。含碳量低故可使齿轮心部具有良好的韧性;合金元素铬和锰的存在提高了淬透性,心部得到低碳马氏体组织,增强了钢的强度;而铬元素还有促进渗碳、提高渗碳速度的作用;锰具有减弱渗碳时表面含碳量过高的作用;而钛阻止晶粒的长大,提高钢的强度和韧性。

(2)齿轮的热处理

机械加工工艺流程为:下料→毛坯成型→预备热处理(正火)→切削加工→渗碳→最终热处理→喷丸(砂)→精加工。

齿轮的热处理技术要求为:齿面硬度58~62(HRC);心部硬度33~48(HRC);变形量不大于0.25mm;金相组织的表层为回火马氏体+均匀分布的细粒状碳化物+少量残余奥氏体,金相组织的心部为低碳马氏体+少量铁素体。

①毛坯的预备热处理  20CrMnTi钢变速箱齿轮在加工时,要求有高的光洁度,良好的切削加工性,使插齿的切屑呈卷曲带状,减轻机床负荷也延长刀具的寿命。因此进行正火处理后,硬度应在179~217(HB)之间,得到均匀分布的片状珠光体+铁索体,确保了上述要求。其正火工艺温度为950~970℃,透烧后空冷或吹风、喷雾冷却,若硬度低可采取先水冷后空冷的措施。

②齿轮的渗碳  考虑到渗碳速度和渗碳过程中的变形问题,一般渗碳温度选择在920~940℃之间,渗碳保温时间取决于要求的渗碳层深度,其实际深度为要求的渗碳层深度外加齿轮的单边磨量的两倍,故在实际作业过程中应合理选择渗碳时间。

③变速箱齿轮的最终热处理  热处理后齿轮获得高硬度、高强度的表面层和良好韧性的心部。根据变速箱齿轮性能要求和材料的特点,该齿轮可在渗碳后待炉温降到850~860℃出炉直接淬火。

青岛丰东热处理专业提供热处理服务,可为客户提供化学热处理(渗碳、渗氮、碳氮共渗)、真空热处理、等离子热处理(离子渗氮)、常规热处理(含深冷处理)等四大领域的热处理加工服务。欢迎新老客户来电咨询,我们将竭诚为您服务。

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