【文章內(nèi)容簡介】 83。8圖23工件在爐內(nèi)排布圖11圖24 Fe—Fe3C狀態(tài)圖13圖31 KSJ系列箱式電阻爐15圖32機械拋光過程圖17圖33金相顯微鏡18圖34 HRS150數(shù)顯洛氏硬度計18圖35 45鋼熱處理顯微組織20019圖36 Q235鋼退火處理顯微組織20020圖37 Q235鋼滲碳處理緩冷顯微組織20021圖38 Q235鋼淬火處理顯微組織20021圖39 Q235鋼低溫回火處理顯微組織20022圖310 Q235鋼不同熱處理后硬度曲線圖24表格清單表21 45鋼和Q235鋼的臨界溫度10表22 常用鋼的加熱系數(shù)11表23 常用滲碳劑的成份12表24 滲碳溫度、保溫時間和滲碳層深度間的經(jīng)驗數(shù)據(jù)13表31 45鋼不同熱處理后的硬度值23表32 Q235鋼不同熱處理后的硬度值 24引言齒輪用于機械裝置中功率的傳遞與速度的調(diào)節(jié), 在汽車、拖拉機、機床、起重機械等產(chǎn)品中不僅有重要的作用, 而且用量相當大。在工作中,它的受力情況比較復雜,齒輪的齒根部受交變彎曲應(yīng)力,齒面承受大的接觸應(yīng)力并產(chǎn)生強烈的摩擦,在換擋、啟動和嚙合不良時,齒輪還承受一定的沖擊載荷。齒輪的主要失效形式是疲勞斷齒、疲勞點蝕以及齒面的過量磨損。根據(jù)齒輪的受力情況和失效分析可知,齒輪一般都需經(jīng)過適當?shù)臒崽幚?以提高承載能力和延長使用壽命,齒輪在熱處理后應(yīng)滿足下列性能要求: ①較高的彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度( 抗疲勞點蝕)。②齒面具有較高的硬度和耐磨性。③齒輪心部具有足夠的強度和韌性。齒輪的材料及熱處理對齒輪的內(nèi)在質(zhì)量和使用性能都有很大的影響。鍛鋼、鑄鋼、鑄鐵、有色金屬及非金屬材料都可用來制造齒輪,各種熱處理方法,如滲碳、滲氮、碳氮共滲、表面淬火、調(diào)質(zhì)和正火等,在齒輪制造中都被應(yīng)用,因此,齒輪的選材和熱處理方法的選用較其它零件復雜。這就需要設(shè)計人員根據(jù)齒輪承載能力的不同,合理選擇材料和毛坯及熱處理工藝,并制定相應(yīng)的工藝路線,用最經(jīng)濟的辦法最大限度地發(fā)揮材料的潛能, 做到“物盡其用”。長期以來,轎車用齒輪鍛造毛坯大多采用正火處理。近年來,隨著齒輪材料的多樣化和對齒輪質(zhì)量的高標準要求,正火工藝常常難以滿足生產(chǎn)的實際需要,尤其是大功率發(fā)動機的問世促進了新型CrNiMo系列齒輪鋼的開發(fā)和應(yīng)用,使鍛后熱處理工藝的研究變得更為重要和迫切。目前,國外汽車生產(chǎn)廠家對齒輪鍛坯普遍采用等溫退火處理,而且對不同的材料規(guī)定了不同的等溫退火工藝。生產(chǎn)實踐表明,經(jīng)等溫退火處理的齒輪不僅機加工性能大大提高,而且滲碳淬火后的變形也明顯減小。因此,齒輪鍛坯的等溫退火工藝是一項應(yīng)大力推廣的新工藝[1]。第1章 緒論 齒輪熱處理的理論基礎(chǔ) 熱處理的定義金屬材料的熱處理是將固態(tài)金屬或合金，采用適當?shù)姆绞竭M行加熱、保溫和冷卻，有時并兼之以化學作用和機械作用，使金屬合金內(nèi)部的組織和結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而獲得改善材料性能的工藝。熱處理工藝是使各種金屬材料獲得優(yōu)良性能的重要手段。熱處理是機械工業(yè)的一項重要基礎(chǔ)技術(shù)，通常像軸、軸承、齒輪、連桿等重要的機械零件和工模具都是要經(jīng)過熱處理的，而且，只要選材合適，熱處理得當，就能使機械零件和工模具的使用壽命成倍、甚至十幾倍的提高，實現(xiàn)“搞好熱處理，零件一頂幾”的目標，收到事半功倍的效果。熱處理對于充分發(fā)揮金屬材料的性能潛力，提高產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量，節(jié)約材料，減少能耗，延長產(chǎn)品的使用壽命，提高經(jīng)濟效益都具有十分重要的意義[2]。 熱處理的分類金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表面熱處理、局部熱處理和化學熱處理等。根據(jù)加熱介質(zhì)、加熱溫度和冷卻方法的不同，每一大類又可區(qū)分為若干不同的熱處理工藝。同一種金屬采用不同的熱處理工藝，可獲得不同的組織，從而具有不同的性能。鋼鐵是工業(yè)上應(yīng)用最廣的金屬，而且鋼鐵顯微組織也最為復雜，因此鋼鐵熱處理工藝種類繁多。整體熱處理是對工件整體加熱，然后以適當?shù)乃俣壤鋮s，以改變其整體力學性能的金屬熱處理工藝。鋼鐵整體熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。（1）退火：將工件加熱到適當溫度，根據(jù)材料和工件尺寸采用不同的保溫時間，然后進行緩慢冷卻(冷卻速度最慢)，目的是使金屬內(nèi)部組織達到或接近平衡狀態(tài)，獲得良好的工藝性能和使用性能，或者為進一步淬火作組織準備。（2）正火：將工件加熱到適宜的溫度后在空氣中冷卻，正火的效果同退火相似，只是得到的組織更細，常用于改善材料的切削性能，也有時用于對一些要求不高的零件作為最終熱處理。（3）淬火與回火：將工件加熱保溫后，在水、油或其它無機鹽、有機水溶液等淬冷介質(zhì)中快速冷卻。淬火后鋼件變硬，但同時變脆。為了降低鋼件的脆性，將淬火后的鋼件在高于室溫而低于710℃的某一適當溫度進行長時間的保溫，再進行冷卻，這種工藝稱為回火。退火、正火、淬火、回火是整體熱處理中的“四把火”，其中的淬火與回火關(guān)系密切，常常配合使用，缺一不可。（4）“四把火”隨著加熱溫度和冷卻方式的不同，又演變出不同的熱處理工藝 。為了獲得一定的強度和韌性，把淬火和高溫回火結(jié)合起來的工藝，稱為調(diào)質(zhì)。某些合金淬火形成過飽和固溶體后，將其置于室溫或稍高的適當溫度下保持較長時間，以提高合金的硬度、強度或電性磁性等。這樣的熱處理工藝稱為時效處理。把壓力加工形變與熱處理有效而緊密地結(jié)合起來進行，使工件獲得很好的強度、韌性配合的方法稱為形變熱處理；在負壓氣氛或真空中進行的熱處理稱為真空熱處理，它不僅能使工件不氧化，不脫碳，保持處理后工件表面光潔，提高工件的性能，還可以通入滲劑進行化學熱處理。（5）表面熱處理是只加熱工件表層，以改變其表層力學性能的金屬熱處理工藝。為了只加熱工件表層而不使過多的熱量傳入工件內(nèi)部，使用的熱源須具有高的能量密度，即在單位面積的工件上給予較大的熱能，使工件表層或局部能短時或瞬時達到高溫。表面熱處理的主要方法，有激光熱處理、火焰淬火和感應(yīng)加熱熱處理，常用的熱源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感應(yīng)電流、激光和電子束等。（6）化學熱處理是通過改變工件表層化學成分、組織和性能的金屬熱處理工藝?；瘜W熱處理與表面熱處理不同之處是后者改變了工件表層的化學成分。化學熱處理是將工件放在含碳、氮或其它合金元素的介質(zhì)(氣體、液體、固體)中加熱，保溫較長時間，從而使工件表層滲入碳、氮、硼和鉻等元素。滲入元素后，有時還要進行其它熱處理工藝如淬火及回火?；瘜W熱處理的主要方法有滲碳、滲氮、滲金屬、復合滲等。 齒輪熱處理的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 研究現(xiàn)狀建國以來，我國的熱處理技術(shù)有了很大的發(fā)展，現(xiàn)有