齒輪元素

   　1、鋼中含碳量

　　以含碳量對齒輪淬火時(shí)的翹曲畸變和體積畸變的影響最大。

　　2、鋼中合金元素

　　鋼中合金元素對齒輪的畸變影響很大，如合金元素C、Mn、Ni、Cr、Mo等增大淬透性，增加畸變傾向；而鋼中的合金元素如Cr、Mn、Mo、Si、Ni、Ti等，可減小畸變。

　　3、鋼的淬透性

　　鋼材淬透性越高，畸變越大；淬透性越小，淬火畸變也就越小。

　　4、齒輪形狀、截面尺寸

　　齒輪設計的形狀不對稱(chēng)，截面均勻性差；齒輪設計的輪輻剛度差；齒輪設計的工藝孔位置不當等，都會(huì )加大齒輪的熱處理畸變。

　　5、鋼的原始組織

　　1）鋼的顯微組織不均勻性對熱處理畸變影響很大。此外，鋼中顯微組織不均勻，組織粗大，存在較大的偏析，網(wǎng)狀組織等，淬火后畸變加大。

　　2）由于帶狀組織和偏析等缺陷的存在，成為導致齒輪畸變的重要因素之一。

　　3）鋼錠的宏觀(guān)偏析常造成鋼料橫截面上的方形偏析，這種偏析往往造成圓盤(pán)形齒輪的不均勻淬火畸變。

　　4）正方形連鑄坯形生產(chǎn)的齒輪熱處理畸變均勻；長(cháng)方形連鑄坯形生產(chǎn)的齒輪熱處理畸變具有明顯的方向性，其對齒輪熱處理畸變影響很大。

　　5）本質(zhì)晶粒度越細，齒輪淬火后的畸變量將會(huì )相應減小。

　　6）如果齒輪毛坯正火處理的原始組織不均，導致齒輪的熱處理畸變。

齒輪鍛造工藝

　　6、鍛造

　　1）充分鍛造有助于減小畸變。特別是鍛造后形成合理的金屬流線(xiàn)結構，能夠降低熱處理畸變。合理的鍛造還可以使鍛坯減少偏析，均勻組織，改善帶狀組織，有利于減小熱處理畸變。

　　2）金屬未充滿(mǎn)模腔時(shí)會(huì )造成最終熱處理畸變不一致。

　　3）齒輪毛坯鍛造時(shí)，因高溫加熱、變形度不均和終鍛溫度較高，將使齒輪熱處理畸變增大。

　　7、毛坯預備熱處理

　　1）齒輪毛坯預備熱處理能夠減小最終熱處理畸變。采用普通正火時(shí)，熱處理畸變相對等溫正火要大。

　　2）齒輪毛坯在淬火前經(jīng)過(guò)調質(zhì)處理，淬火后畸變的規律性強，絕對畸變量會(huì )有所減小。

　　8、殘余應力

　　齒輪的機械加工可造成容易引起金屬畸變的應力，在齒輪加熱過(guò)程中，不僅會(huì )產(chǎn)生熱應力引起的畸變，而且釋放內應力也會(huì )引起畸變。

　　9、淬火加熱過(guò)程

　　1）較大的直徑或厚度齒輪在加熱溫度下可能產(chǎn)生的最大應力，從而引起較大畸變。

　　2）在許多生產(chǎn)情況下裝夾的齒輪，在入爐初期，各部位存在的溫差較大，所產(chǎn)生的熱應力足以使首先達到高溫的部位發(fā)生塑變而引起局部畸變。

　　3）加熱不均勻（包括快速加熱）特別是對細長(cháng)軸齒和薄片狀齒輪的翹曲畸變影響很大。

　　4）一般情況下，加熱不均勻（如加熱元件直射溫度）時(shí)，齒輪內部溫度高的一側，在冷卻后往往顯現凹陷并產(chǎn)生彎曲畸變。

　　5）加熱速度將直接影響加熱過(guò)程中熱應力的形成，并由此引起齒輪畸變。

齒輪冷卻處理

　　10、冷卻

　　1）淬火冷卻速度與淬火冷卻介質(zhì)

　　冷卻能力越大，淬冷烈度（H）越強，齒輪內外（或厚薄不同處）溫差越大，由此產(chǎn)生的應力越大；淬火冷卻介質(zhì)的種類(lèi)、冷卻性能、淬硬性等與畸變有關(guān)。

　　2）冷卻不均

　　齒輪結構引起的畸變，齒輪裝夾引起的畸變，淬火冷卻介質(zhì)特性引起的畸變。

齒輪淬火工藝

　　3）淬火冷卻介質(zhì)溫度

　　一般情況下，適當提高淬火冷卻介質(zhì)（如淬火油）溫度時(shí)，齒輪熱處理畸變減小。

　　11、淬火操作

　　1）齒輪裝夾及支承方式

　　在齒輪裝爐時(shí)，裝夾及吊掛方式、吊具及其支承方式，對齒輪的畸變也有很大關(guān)系，特別是內徑、外徑都比較大的薄壁環(huán)形齒輪，除了內徑、外徑的脹縮外，往往還會(huì )使圓度超差。如果裝爐不當，極易產(chǎn)生較大的高溫蠕變，同時(shí)在淬火時(shí)會(huì )影響淬火冷卻介質(zhì)的流動(dòng)和齒輪冷卻的均勻性，從而影響畸變量和畸變的均勻性。

　　2）淬火加熱溫度及加熱均勻性

　　淬火加熱溫度對翹曲畸變的影響程度要遠超過(guò)對體積畸變的影響。提高淬火溫度一般均使齒輪畸變增大；加熱不均勻引起的畸變。

　　3）重復淬火

　　對于因熱處理質(zhì)量超差齒輪，在返修過(guò)程中，如果重復淬火時(shí)，畸變量將隨著(zhù)淬火次數的增加而疊加。

　　4）淬火冷卻的影響

　　齒輪的冷卻速度大，同時(shí)發(fā)生體積膨脹，如果冷卻不均勻必將造成更大的畸變；雙介質(zhì)淬火或分級淬火在第一介質(zhì)中停留時(shí)間長(cháng)；淬火冷卻介質(zhì)流動(dòng)性過(guò)強，對齒輪產(chǎn)生了沖擊等因素，均對齒輪熱處理畸變產(chǎn)生一定的影響。

　　5）操作因素

　　這往往同操作過(guò)程中違反工藝規定有關(guān)。例如齒輪在出爐過(guò)程中彼此相互擠撞；出爐時(shí)齒輪與爐膛、爐體、爐門(mén)或其他硬物撞擊等均會(huì )造成齒輪畸變；在齒輪出爐淬火時(shí)，操作不平穩，晃動(dòng)大，將增加齒輪畸變，尤其對細長(cháng)齒輪軸、薄片形齒輪影響更大。

　　12、回火、冷處理及時(shí)效

　　1）回火

　　回火對齒輪的尺寸變化，主要是由于組織轉變而引起的。

　　2）冷處理

　　對于合金元素含量較高或精密齒輪，一般進(jìn)行零下溫度的冷處理，使殘留奧氏體進(jìn)一步轉變?yōu)轳R氏體，因而顯現尺寸增大的畸變趨勢。若淬火溫度越高，冷處理后顯現的尺寸膨脹也越大。

　　3）時(shí)效處理

　　齒輪淬火組織中，殘留奧氏體數量是引起時(shí)效畸變的主要原因。自然時(shí)效中由于氫的逸出，應力松弛；自然時(shí)效過(guò)程中應力的松弛釋放，可能引起極少量的殘留奧氏體的相變。