渗碳淬火齿轮畸变控制技术的研究现状

介绍了渗碳淬火零件热处理畸变的原因，分析了热处理内应力的形成过程。根据硬齿面齿轮生产现状，分析了影响渗碳淬火齿轮畸变的因素，并提出了减小畸变的措施。指出有必要从系统控制的角度出发，在设计、原材料、锻造、预处理、机械加工、渗碳淬火等方面，对齿轮畸变进行系统化的研究，以期掌握引起齿轮在生产全过程中畸变的主要原因及减小畸变的有效措施。     

齿轮渗碳淬火工艺过程及其畸变的模拟技术研究发展与展望

渗碳淬火是高参数硬齿面齿轮表面强化热处理的主要工艺方法。该工艺过程复杂,影响因素较多,尤其是该过程中齿轮畸变的控制是其突出的技术难点之一。鉴于传统方法的缺陷和计算机模拟技术的发展,对齿轮渗碳淬火过程及其畸变的数值模拟成为当前行业的发展前沿。本文阐述了齿轮渗碳淬火及其畸变数值模拟的数学模型、操作平台和研究现状,并展望了今后的发展方向。     

渗碳齿轮的畸变及其控制措施

分析了影响渗碳淬火齿轮畸变的因素和控制畸变的措施,其中包括原材料,热处理工艺,装炉方式等,并以生产实例进行了说明。     

关于渗碳淬火齿轮畸变的探讨

渗碳淬火齿轮的应用较为广泛,但齿轮在渗碳淬火中产生畸变也是一种普遍现象。引起齿轮热处理畸变的原因是多方面的,如材质、齿轮几何形状、冷热加工工艺等。针对这些原因,并结合生产实践,提出了减小渗碳淬火齿轮畸变的一些措施。对于不可避免畸变的齿轮,可通过预留机加工余量的方法来补偿齿轮的畸变。     

减速机齿轮、齿轴渗碳淬火畸变的控制及校正

减速机齿轮、齿轴渗碳淬火畸变是在整个制造过程中,如设计、材质、锻造、机械加工、热处理、磨削等各个工序畸变的积累,而不是由渗碳淬火一个工序造成的;因而畸变的控制是一个系统的协作过程.这里仅讨论渗碳淬火畸变的控制及校正.     

薄壁齿轮的直径与壁厚比对其渗碳淬火畸变的影响

为了减小大尺寸薄壁齿轮的渗碳、淬火畸变量,采用按一定比例缩小的12CrNi4钢齿轮,研究其直径与壁厚之比对渗碳、淬火畸变的影响。齿轮的热处理工艺为:930气体渗碳10 h,850℃空冷,650℃高温回火,780℃第二次油淬,180℃低温回火,随后测定齿轮的尺寸变化。结果表明,直径与壁厚之比小于11的齿轮,渗碳、淬火后的椭圆度可控制在要求范围内;直径与壁厚之比为10的齿轮,渗碳、淬火后的畸变量减小了39%以上。这说明控制直径与壁厚之比可有效减小大尺寸薄壁齿轮的渗碳、淬火畸变量。     

大尺寸薄壁渗碳淬火齿轮的畸变控制

针对大尺寸薄壁渗碳淬火齿轮畸变量大的实际问题,以3种渗碳钢的C形畸变试样、12Cr2Ni4钢的按比例缩小的模拟齿轮为检测对象,分析了预备热处理方法、材料成分均匀性、渗碳后淬火方式、齿轮结构尺寸等对畸变量的影响。结果表明:提高原材料成分的均匀性、采用调质预备热处理、一次淬火,可使畸变量大幅降低。从齿轮结构考虑,工艺孔的数量按3的倍数设计,工艺孔的圆周直径与齿轮直径的关系按黄金分割律设计,均使畸变量大幅降低;齿轮的径厚比为10时,尺寸畸变量最小,径厚比超过11时,椭圆度畸变大幅增加;将吊装孔、工艺孔设计成等直径,可以大幅降低椭圆畸变。综合运用,可以控制大尺寸薄壁渗碳淬火齿轮的畸变。     

汽车后桥螺旋伞齿轮热处理畸变的控制

某汽车后桥螺旋伞齿轮经渗碳淬火后畸变量较大,一次合格率较低。为此从齿轮的设计、原材料、热处理工艺3方面分析了齿轮热处理畸变的原因,并采取了下列措施：控制原材料组织,采用正确的预备热处理工艺（正火）,提高淬火冷却均匀性,淬火后及时回火,采用合理的吊具等,结果大大减小了齿轮的热处理畸变,其一次合格率从50％～70％提高到了95％～98％。     

12Cr2Ni4钢预备热处理方法对畸变量的影响

本文就12Cr2Ni4钢预备热处理方法对渗碳淬火畸变量的影响进行了试验研究,采用国际上通用的C形畸变试样和按比例缩小的模拟齿轮,对两种不同预备热处理工艺的畸变试样和模拟齿轮进行渗碳淬火的对比试验。测试渗碳淬火的工艺有930℃渗碳及渗后780℃一次淬火和渗碳后820℃二次淬火,试验参数的变化还有不同尺寸的渗碳炉,放置于渗碳炉中不同的高度等。结论是:调质预备的畸变量小于正火回火的畸变量。对于易于变形的工件、对变形要求严格的工件,以及比较重要的工件,预备热处理应优先选用调质工艺。     

后桥从动锥齿轮渗碳淬火的变形分析

汽车后桥主从动齿轮是汽车产品中的重要件,采用低碳合金钢渗碳热处理,渗碳淬火后会产生畸变,降低齿轮精度、影响齿轮配对接触区、增加齿轮噪音,严重时将使齿轮早期失效.本文对影响热处理变形的毛坯预处理及机加工应力两项因素进行简要分析.     

控制圆锥齿轮热处理畸变的措施

对如何控制圆锥齿轮热处理畸变进行了试验和分析，结果表明，通过改变装炉的方式、淬火方法和控制冷却，能有效地控制齿轮的畸变，解决了生产中的关键问题。     

正火--影响渗碳齿轮热处理畸变的一个重要因素

列举了影响渗碳齿轮热处理畸变的各种因素，强调了正火这个易被忽视的重要因素。正火处理不当是渗碳齿轮无规律热处理畸变的主要原因，采用严格控制工艺参数的等温正火或利用锻造(轧制)余热等温正火是减小渗碳齿轮畸变的有效措施。     

圆锥齿轮热处理畸变原因分析及改进措施

通过金相检验、化学分析、硬度检测等手段对主动齿轮热处理畸变与断裂原因进行了分析。结果表明,主动齿轮材料中带状组织严重偏析、淬火温度偏高及工装夹具畸变大等是导致齿轮畸变与断裂的主要原因。经严把材料关,采用合适的校直方法,获得了满意的校直效果。     

薄盘类齿轮渗碳淬火变形的控制

变速箱、变矩器中的齿轮大都属于薄盘来，而且需要进行渗碳淬火处理，盘径较大的则经常出现变形超差现象。以前对这类零件采用压床淬火，但问题仍未完全解决。我们对此类零件进行了攻关，采取了一些有利于减少变形的综合措施，收到了良好的效果。     

巴西依顿5125282齿轮率火畸变的控制

齿轮在渗碳淬火中会产生变形,直接影响齿轮的精度,增大噪音,甚至造成偏载。在确保齿轮力学性能的前提下,不改变热处理工艺,采用合适的装夹和选择合理的淬火介质,解决了经渗碳淬火的巴西依顿5125282齿轮齿形、齿向的变形问题。     

对齿轮热处理畸变控制技术的评述

热处理畸变之所以成为齿轮生产中的最大难题,乃是因为影响畸变的因素太多且复杂,并在整个齿轮生产中的每个环节,甚至每一次操作都会产生潜在的畸变因素。面对如此多而复杂的影响因素,本文采用"微观分析-宏观控制"的理念及"质量平衡-相变趋近"和"传热均匀-减小温差"的原则来讨论齿轮热处理畸变的机制和影响因素,并探寻相应的控制畸变途径,最后就齿轮生产中如何控制热处理畸变提出了一些参考意见。     

螺旋伞齿从动轮渗碳淬火畸变及控制

对螺旋伞齿从动轮渗碳淬火后的畸变行为进行分析,指出热应力是其产生畸变的主要原因。通过改进装炉方式实现齿轮淬火过程中的均匀冷却,可显著减小齿轮的畸变。     

渗碳齿轮的感应加热淬火

渗碳件通常都是进行整体淬火回火。某产品的齿轮渗碳后整体淬火因畸变大而达不到要求。该齿轮渗碳后采用感应加热淬火,测定其硬化层的组织、硬度分布,并与经整体淬火的齿轮作比较。结果表明,经感应加热淬火的齿轮畸变小,可得到仿形的硬化层,硬化层性能与整体淬火后的相当。对于轻载荷零件,渗碳后感应淬火是可行的。     

渗碳淬火件的畸变与控制

在生产中,齿轮和齿轮轴的渗碳和淬火畸变是难以避免的,减小其畸变量是一个技术难题.然而,大量的实测数据表明,齿轮和齿轮轴的渗碳和淬火畸变是有规律的,如果冷热加工工艺合理,这种畸变量可以控制在要求的范围内.