齒輪,它是機床以及汽車上的重要零件,一般都要求具有高的硬度、耐磨性和使用壽命,為此齒輪一般都需采用高頻感應加熱電源進行淬火熱處理。齒輪熱處理變形過程較復雜,影響因素較多。但是,在用高頻感應加熱電源進行淬火時,受多種環境的影響,齒輪易產生變形。齒輪變形不僅影響冷加工和校直工序,而且直接影響齒輪嚙合精度,往往出現齒輪嚙合不良、噪聲嚴重、過度磨損和剝落造成工件早期失效,從而降低齒輪服役壽命。為此,人們歷來十分關注齒輪熱處理變形的危害與特點及其原因的分析探索,并采取多種技術措施及改進熱處理工藝以減少和消除齒輪變形的隱患和危害,取得了良好效果。
(1)預備熱處理。齒輪鍛造后熱處理的目的是消除鍛造中產生的應力和改善不均勻組織。正火和退火可改善鍛后組織,細化晶粒,并使工件有利于切削加工。但如果希望齒輪變形微小,預備熱處理采用調質更好.尤其是采用高頻感應加熱電源淬火齒輪,經調質后組織均勻細小,并且基體強度高于正火和退火處理的齒輪,使工件強韌性提高,具有較強的抗應變能力和性能。對易變形齒輪或高精度齒輪,預備熱處理采用調質處理更佳。
(2)快速加熱方法。40Cr鋼齒輪,采用900℃快速加熱后內孔脹大量為0.05mm,而整體加熱時內孔脹大為0.30-0.40mm; 而40Cr鋼雙聯齒輪,經高頻感應加熱電源1000℃快速加熱用淬火后,齒輪變形微小,內花鍵可不再加工直接使用。
(3)齒輪加心軸淬火。錐齒輪,要求內孔尺寸為直徑18mm,常規淬火后,內孔縮小0.15-0.20mm,工件不合格。該齒輪采用高頻感應加熱電源淬火前,內孔尺寸為直徑18.07mm,使用心軸尺寸為直徑17.79mm,淬火后內孔為直徑18mm,符合技術要求。對于有花鍵內孔的齒輪可同樣處理。
(4)采用微變形鋼。齒輪,原采用20CrMnTi鋼制造,感應淬火后變形超差不合格,后改用微變形鋼18CrMnNiMoA鋼,該鋼的臨界點低,淬火后有一定數量的殘留奧氏體,故采用高頻感應加熱電源感應淬火后變形微小。該齒輪直徑180mm內孔淬火后,脹大約0.01-0.05mm,公法線脹0.02-0.05mm,均符合技術要求,較原20CrMnTi 鋼齒輪變形小很多。
齒輪在熱處理過程中,我們怕的就是其產生變形缺陷,進而影響到齒輪的熱處理質量,影響齒輪的使用。本文簡單分析了一下齒輪變形缺陷產生的原因,以及提出了減少熱處理變形的措施與工藝方法,希望您能把它用到生產生活當中。
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