[工學(xué)]機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第 5章 齒輪傳動(dòng)-2強(qiáng)度-文庫(kù)吧
2025-01-04 11:25 本頁(yè)面
【正文】 ～ 220HBS ZG35SiMn 正 火 160～ 220HBS 調(diào) 質(zhì) 200～ 250HBS 灰 鑄 鐵 HT200 170～ 230HBS HT300 187～ 255HBS 球墨鑄鐵 QT5005 147～ 241HBS QT6002 229～ 302HBS 金屬熱處理、表面處理概念 熱處理 是一種改善金屬材料及其制品(如機(jī)械零件、工具等 )性能的一種工藝。根據(jù)不同的目的，將材料及其制品加熱到適當(dāng)?shù)臏囟?(通常為相變溫度 )，保溫，然后用不同的方法冷卻，改善其內(nèi)部組織 (有時(shí)僅使其表面組織或表面成分改變 )，以獲得所要求的性能。 淬火 與 表面淬火 ? 淬火 ： 將鋼件加熱到相變溫度以上某一溫度，保溫一段時(shí)間，然后在水、鹽水或油中快速冷卻，使其得到高硬度。用來(lái)提高鋼的硬度和強(qiáng)度極限。因淬火會(huì)引起內(nèi)應(yīng)力使鋼變脆，故淬火后應(yīng)作回火處理。 注意 ：低碳鋼不能通過(guò)淬火來(lái)提高硬度。 ? 表面淬火 ： 用火焰或高頻電流將零件表面迅速加熱至相變溫度以上，然后快速冷卻。用來(lái)使零件表面硬、芯部韌，從而使零件既耐磨又能承受沖擊載荷。表面淬火常用來(lái)處理齒輪等。 調(diào)質(zhì) 與 正火 ? 調(diào)質(zhì) ： 淬火后在 (450～ 650)℃ 進(jìn)行高溫回火。用來(lái)使鋼獲得較高的綜合機(jī)械性能（強(qiáng)度、硬度、韌性適中），重要的齒輪、軸等零件必須經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理。 ? 正火 ： 將鋼件加熱到相變溫度以上（ 30～ 50） ℃ ，保溫一段時(shí)間然后在空氣中冷卻，冷卻速度比退火快。常用來(lái)處理低碳和中碳結(jié)構(gòu)鋼及滲碳零件，使其組織細(xì)化，增加韌性，減小內(nèi)應(yīng)力，改善切削性能。 回火 與 滲碳淬火 ? 回火 ： 將淬火處理過(guò)的鋼件加熱到相變溫度以下的某一溫度，保溫一段時(shí)間，然后冷卻到室溫。用來(lái)消除淬火后的脆性和內(nèi)應(yīng)力，提高鋼的塑性和沖擊韌性。 ? 滲碳淬火 ： 在滲碳劑中將鋼件加熱到 (900～950)℃ ，保溫一段時(shí)間，使碳滲入鋼的表層 (深度約為 ～２ mm)，再淬火。用來(lái)提高鋼件的耐磨性、表面強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度及 疲勞極限。適用于低碳、中碳 (C＜ %)結(jié)構(gòu)鋼的中小型零件。 退火 與 時(shí)效 ? 退火 ： 將鋼件加熱到適當(dāng)溫度，保溫一段時(shí)間然后緩慢冷卻 (一般隨爐冷卻 )。用來(lái)消除鑄造、鍛造、焊接零件的內(nèi)應(yīng)力，降低硬度，便于切削加工，細(xì)化金屬晶粒，改善組織，增加韌性。 ? 時(shí)效 ： 低溫回火后，精加工之前，加熱到（ 100～ 160） ℃ ，保溫（ 10～ 40）小時(shí)。對(duì)鑄件也可采用天然時(shí)效 (將鑄件露天存放一年以上 )。用來(lái)消除工件的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定形狀，常用于量具、精密絲杠、床身導(dǎo)軌、床身等。 氮化 與 氰化 ? 氮化 ： 在通入氨的爐子內(nèi)將鋼件加熱到 (500～600)℃ ，使氮原子滲入鋼的表層 (深度約為 ～)。氮化時(shí)間一般需 (40～ 50)小時(shí)。用來(lái)提高鋼件的耐磨性、表面強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度和抗蝕能力。適用于合金鋼、碳鋼、鑄鐵件等，如機(jī)床主軸、絲杠以及在潮濕、堿水和燃燒氣體介質(zhì)的環(huán)境中工作的零件。 ? 氰化 ： 在 (820～ 860)℃ 的爐內(nèi)通入碳和氮，保溫(1～ 2)小時(shí)，使鋼件的表面同時(shí)滲入碳、氮原子，可得到 (～ )mm厚的氰化層。用來(lái)提高鋼件耐磨性、表面強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度和耐蝕性能。用于要求硬度大、耐磨的中小型及薄片零件和刀具等。 發(fā)藍(lán)、發(fā)黑 ? 發(fā)藍(lán)、發(fā)黑 ： 將工件放在很濃的堿和氧化劑中加熱氧化，使其表面形成一層致密、堅(jiān)硬的過(guò)氧化物薄膜，從而提高耐磨、防腐蝕能力，美化零件外觀。用于一般聯(lián)接的標(biāo)準(zhǔn)件和其它電子類零件。 硬度 ? 材料抵抗硬物體壓入其表面的能力稱為“ 硬度 ”。根據(jù)測(cè)定方法的不同分為 布氏硬度 (HB)、 洛氏硬度 (HRC)和 維氏硬度 (HV)。其中： ? 布氏硬度 用于退火、正火、調(diào)質(zhì)零件及鑄件的硬度檢驗(yàn)； 洛氏硬度 用于經(jīng)淬火、滲碳淬火并回火，滲氮處理零件的硬度檢驗(yàn)； 維氏硬度 用于薄層硬化零件的硬度檢驗(yàn)。 ? 硬度是材料經(jīng)熱處理后機(jī)械性能的重要指標(biāo)之一。 三 . 齒輪常用的熱處理方法 1． 軟齒面齒輪 （硬 度 ≤ 350HBS） 處理方法 — 加熱、保溫、空冷 齒面硬度 — 150～ 230 HBS 適用鋼材 — 中碳鋼、中碳合金鋼 應(yīng) 用 —— 重型、大尺寸齒輪 處理方法 — 淬火后高溫回火 齒面硬度 — 180～ 350 HBS 適用鋼材 — 中碳鋼、中碳合金鋼 應(yīng) 用 ——中低速、中小載荷，無(wú)特殊結(jié)構(gòu)要求的齒輪 熱處理方法 正火 調(diào)質(zhì) 特 點(diǎn) —— 可在熱處理后進(jìn)行切齒 注意事項(xiàng) — 當(dāng)一對(duì)齒輪均為軟齒面齒輪時(shí) ， 由于小齒輪的嚙合次數(shù)較大 齒輪多 ， 所以小齒輪的齒面硬度一般應(yīng)比大齒輪高 30—50HBS。 2． 硬齒面齒輪 （硬 度 350HBS） 處理方法 —調(diào)質(zhì)后，表面加熱（高頻或火焰），水冷 齒面 — 40～ 45 HRC 適用鋼材 — 中碳鋼、中碳合金鋼 應(yīng)用 —高速、重載，要求結(jié)構(gòu)緊奏的齒輪，如變速箱齒輪 熱 處理方法 表面淬火 芯部 — 調(diào)質(zhì)硬度 硬度 特點(diǎn) — 熱處理后齒面將產(chǎn)生變形 ， 一般都需要經(jīng)過(guò)磨齒 特 點(diǎn) —熱處理后齒面將產(chǎn)生變形，一般都需要磨齒 處理方法 —表面滲碳后，淬火（高頻或火焰加熱，水冷） 滲碳淬火 芯部 — 低碳鋼本身的硬度（低硬度） 齒面 — 58～ 62 HRC 硬 度 適用鋼材 — 低碳鋼、低碳合金鋼 應(yīng)用 — 高速重載 ， 有很大沖擊齒輪 ， 如汽車拖拉齒輪 處理方法 — 用化學(xué)方法對(duì)齒面滲氮 齒面硬度 — 大于 850 HV 適用鋼材 — 38CrMoAlA 特點(diǎn)及應(yīng)用 —齒面硬度要求高 ， 而又不便磨齒的 齒輪 ， 如內(nèi)齒輪 滲 氮 注意 ? 調(diào)質(zhì)和正火 后的齒面硬度較低 (HBS≤350)，為 軟齒面 齒輪； 滲碳淬火、表面淬火氮 三種的齒面硬度較高，為 硬齒面 齒輪。 ? 軟齒面 工藝過(guò)程較 簡(jiǎn)單 ，適用于一般傳動(dòng)。 ? 硬齒面 齒輪承載能力高，但需專門設(shè)備磨齒，常用于要求結(jié)構(gòu)緊湊或生產(chǎn)批量大的齒輪。 ? 當(dāng)大小齒輪都是軟齒面時(shí)，考慮到小齒輪齒根較薄，且受載次數(shù)較多，彎曲強(qiáng)度較低， 一般應(yīng)使小齒輪齒面硬度比大齒輪高 20～ 50HBS。 167。
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