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齿轮为什么要做热处理?

齿轮热处理原因:因为齿轮是用于传递动力、改变方向或速度的重要零件,受力条件非常复杂。

齿轮常见失效形式


1. 齿轮接触面磨损或齿面塑性变形--表面硬度不足;

2. 齿轮面剥落--疲劳损坏、点蚀;

3. 断齿--韧性低、强度低或超载。



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齿轮热处理预期效果


1. 齿面高硬度,抗接触疲劳,提高耐磨性能;

2. 提高齿轮根部及齿轮的韧性和强度。


工作环境:齿轮材料与热处理选择


1. 轻载环境:45钢,采用调质或正火;

2. 中载环境:45钢、40Cr,采用调质、耐磨部位表面淬火;

3. 重载环境:20Cr、20CrMnTi,采用渗碳淬火;

4. 精密传动:38CrMoAlA,采用调质渗碳。


齿轮热处理案例


》》渗碳齿轮(低碳钢)

1. 工作环境:适用于高速重载齿轮

2. 材料选用:20Cr、20CrMnTi,30CrMnTiA等

3. 工艺流程:下料--锻造--正火--切削加工--渗碳--淬火--低温回火--精加工。

4. 热处理作用解析:

正火:细化晶粒,调整硬度,便于切削加工

加热至Ac3+30~50℃

组织细珠光体+(少量铁素体)

渗碳:提高表面含碳量

920~930℃保温3-9h

淬火:获得马氏体,提高表面硬度

直接淬火或一次淬火

理想组织:

表面:隐针M+Ar(少量)+碳化物

心部:低碳M+F(少量)

回火:消除淬火应力,低温200℃, M?M回


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》》表面淬火(中碳钢)
1. 工作环境:适用于中载齿轮
2. 材料选用:35~55,40Cr,35CrMn,35CrMo,42SiMn等

工艺流程:下料--锻造--正火--粗加工--调质--半精加工--精车加工--表面淬火及低温回火--精磨。

热处理作用解析:

正火/完全退火:

细化晶粒,调整硬度

加热至Ac3+30~50℃,空冷

细珠光体+(少量铁素体)

调质热处理:

使心部具有良好强韧性

加热至Ac3+30~50℃后淬火+500~600℃高温回火,

获得索氏体

表面淬火(感应或火焰):

提高表面硬度

表面加热至Ac3+30~50℃,心部没有加热。

淬火后表面获得马氏体,

过渡层马氏体 +F +残余奥氏体

心部回火索氏体

低温回火:消除淬火应力,低温200℃,M?M回





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