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。     

基于生产数据方差分析的齿轮热处理畸变规律

采用单因素方差分析方法对齿轮热处理畸变的规律与影响因素进行了分析。讨论了炉组、齿轮型号和材料等因素对重载齿轮的齿轮孔径、键槽宽度的变化规律和齿轮轴的径向圆跳动、齿轮节圆的圆跳动规律的影响。通过统计分析可知,对重载齿轮而言,不同炉组对齿轮热处理畸变规律影响不大,在工艺实施时应注意保持规范化与一致性;齿轮型号对个别齿轮的形状改变规律影响较大,应考虑对它们进行结构优化;材料因素对齿轮热处理畸变规律影响较严重,齿轮选材时应注意性能满足前提下不过高追求钢种的强度级别。研究结果同时说明,方差分析是一种分析齿轮的热处理畸变规律的有效方法。     

20CrMnTiH钢花键齿轮热处理畸变的控制

汽车变速器齿轮有很多内花键,热处理时会发生畸变,影响齿轮的精度等级和装配。产生热处理畸变的原因很多,如产品结构、材料、锻造、机加工工艺和热处理工艺等。为了减小花键的热处理畸变,必须对各道加工工序进行全面的质量管理和控制,分析不合格品的原因并制订对策。本文按加工工艺路线分析花键齿轮产生热处理畸变的原因,找出影响质量的因素,有效控制畸变量,确保其尺寸精度。     

轿车齿轮用钢热处理畸变的探讨

本文对影响齿轮热处理畸变的材料、锻造、预备热处理等因素进行了研究。实验表明，通过采取控制齿轮钢淬透性带宽和晶粒度，降低氧和夹杂物含量，用锻后余热等温退火代夫二次加热正火等措施，国产齿轮的热处理畸变可达到德国齿轮水平。     

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。     

渗碳齿轮的热处理畸变及其控制技术

探讨了渗碳淬火齿轮热处理畸变的规律,分析了影响渗碳淬火齿轮热处理畸变的影响因素,介绍了控制渗碳淬火齿轮热处理畸变的技术,并列举了控制齿轮热处理畸变的实例。     

几种精密重载齿轮的热处理畸变控制

细长形齿轮轴、高径比小的大模数齿轮、小模数大直径齿轮、大功率风电机用齿圈等,由于结构特殊,热处理畸变较大,难以达到技术要求。通过改进装炉方法、采用盖板等夹具,可减小这类齿轮件的热处理畸变,并达到有关技术要求。     

我国齿轮热处理技术概况及发展趋势(一)

论述了我国齿轮热处理技术的现状,重点阐述齿轮受力状况及技术要求,齿轮材料与加工成形,齿轮热处理工艺研究进展,齿轮热处理缺陷及技术改进,齿轮热处理新工艺技术开发以及齿轮热处理设备的研制开发等。同时,对我国齿轮热处理技术的发展趋势进行了初步探讨。     

我国齿轮热处理技术概况及发展趋势(二)

论述了我国齿轮热处理技术的现状,重点阐述齿轮受力状况及技术要求,齿轮材料与加工成形,齿轮热处理工艺研究进展,齿轮热处理缺陷及技术改进,齿轮热处理新工艺技术开发以及齿轮热处理设备的研制开发等。同时,对我国齿轮热处理技术的发展趋势进行了初步探讨。     

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。     

Advantages of low pressure carburising and high pressure gas quenching technology in manufacturing

Abstract

Over the last decade, vacuum carburising in combination with high pressure gas quenching (HPGQ) has become a preferred technology in gear industry mainly in Europe and North America. Driven by cost savings in manufacturing of gears and shafts, the heat treatment process has gone into the focus of the manufacturers. The potential of savings in heat treatment is huge because the new technology allows the integration into the manufacturing chain of gears and shafts. With vacuum heat treatment furnaces is it possible to implement this integration into manufacturing. The advantages of vacuum technology are in particular: the absence of surface oxidation, the cold wall technology, the gas quenching technology, the reduced logistics, flexible reaction on the needs of production and the control of distortion. In parallel to the development of the new heat treat process, a second point came into the focus of manufacturers: the choice of material. The industry recognised that by choosing a slightly higher alloyed material, significant savings in the entire manufacturing chain can be realised: smaller grinding stock, faster carburising cycles, gas quenching with control of distortion, and ultimately the reduction/elimination of grinding- and straightening operations. Vacuum furnaces are flexible in their reaction to the production requirements. Only with these types of heat treatment furnaces is it possible to switch them off after use and save immediately energy and costs. This benefit was essential for the industry in 2008/09 during the world economic crisis. In the past, the automotive industry in Europe and North America mostly ran on conventional pusher type furnaces which must be kept on operating temperature even if only 50% of installed production capacity is needed. The vacuum furnace of type ModulTherm is a multi-chamber system and each chamber can be switched On or Off according to the production plan which finally saves a huge amount of cost for energy. This paper presents the advantages of the vacuum carburising technology with high pressure gas quenching. The author will demonstrate with examples and comparisons the benefits of vacuum technology and the successfully integration of heat treatment in the manufacturing chain.     

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。     

齿轮的热处理和淬火

加热和淬火是齿轮加工中最关键的操作工序,经此处理后将赋予齿轮以满足抵抗高接触应力要求的机械性能和耐磨性能并具备高的使用寿命.但遗憾的是,在齿轮的制造中,热处理和淬火通常是被了解得最少的.由于热处理后的工件通常会产生变形并使工件失去光泽,往往会成为后续加工工艺的"瓶颈"而备受责难.本文之目的意在分析引起齿轮热处理和淬火变形的原因,并提出一些对性能进行调整的方法以便在淬火时得到合适的变形和高残余应力状态.     

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％。     

Low pressure carburising and high pressure gas quenching

Abstract

The traditional technology of heat treatment for gear components is the combination of atmospheric gas carburising with oil quenching. This technology is proven to deliver reliable results. However, the need of modern production is to react fast according to changing processes and production volumes. The highest technical requirements in combination with economical production methods must be met to ensure the highest quality standards and to establish environmental friendly production. Low pressure carburising and high pressure gas quenching is a reliable method that is used more and more in Asia, Europe and North America. This technology is an answer to the above described needs. Major car and gear makers have proven this process and implemented it into the mass production of gears components. With low pressure carburising and high pressure gas quenching it is possible to have real high production volumes and to react very flexible to different production scenarios.     

桑车齿轮锻造余热等温退火工艺研究

对于Cr-Mn系桑车变速箱齿轮而言，锻后常规正火常见的弊病之一是形成粒状贝氏体，致使切削加工困难以及最终热处理变形趋于无规律。本文从提高生产率和节能出发，研究了桑车齿轮锻造余热等温退火工艺。研究表明，对于16MnCr5钢齿坯，通过控制锻后冷却速度、冷却时间和采用适当的等温温度和等温时间，可获得所需的硬度和组织，齿坯的切削性能及变形均能满足要求。该工艺具有良好的稳定性和重现性，并有显著的节能效果。     

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.     

重载齿轮热处理及应用

重载齿轮是指传递功率大、承载大、低速、受冲击载荷大的齿轮,技术要求其具有优良的耐磨性能、较高的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度等,同时具有较高的抗冲击和承载能力,所以需要对其进行强化热处理,以提高综合力学性能及使用寿命。重载齿轮常用的强化热处理工艺有渗碳淬火、渗氮以及感应淬火等。本文综述了重载齿轮上述3种热处理技术的应用情况及进展,并提出重载齿轮真空低压渗碳的应用前景。     

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。