【導(dǎo)讀】齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用最廣的一種傳動(dòng)形式，因?yàn)樗膫鲃?dòng)效率高，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，隨著現(xiàn)代齒輪傳動(dòng)技術(shù)向高速重載方向發(fā)展，人們?cè)邶X輪的各個(gè)方面進(jìn)行深入的研究。45鋼廣泛用于各種重要結(jié)構(gòu)零件，特別是在交變。載荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸等，而且取材方便，價(jià)格便宜。本文課題--45鋼制齒輪的熱處理工藝制定。內(nèi)、各種機(jī)器、手表等等都有它的出現(xiàn)，它對(duì)人類(lèi)的作用是可想知的。45鋼是常用的中碳。齒輪的最低的工作要求是要表面耐磨，心部耐沖擊，能夠承受重載并且。45鋼正好滿足這樣的要求，而且45鋼應(yīng)用普遍，價(jià)格比較其他齒輪用鋼要便宜很多。但是在齒輪機(jī)加工有時(shí)會(huì)造成齒部的裂紋、輪齒大小不均勻等缺陷，熱處理時(shí)調(diào)。這些問(wèn)題都會(huì)影響齒輪工作時(shí)的穩(wěn)定性和工作壽命。要機(jī)加工和熱處理正確就能夠制造出合格的45鋼齒輪來(lái)滿足使用要求。等發(fā)面入手，制定出更佳的熱處理方案。組織結(jié)構(gòu)、硬度、強(qiáng)度的影響，確定了45鋼齒輪的熱處理工藝卡。

　　

【正文】 局部堵塞或過(guò)稀，導(dǎo)致工件局部區(qū)域冷卻不足而出現(xiàn)軟點(diǎn)。 ③淬火裂紋，感應(yīng)淬火裂紋的形成原因和預(yù)防措施見(jiàn)表 411。 表 淬火裂紋的形成原因 預(yù)防措施 過(guò)熱，如齒面弧裂紋、齒頂延伸到齒面裂紋 降低比功率，減少加熱時(shí)間，增大感應(yīng)器與工件的間隙，同時(shí)加熱時(shí)降低感應(yīng)器高度 冷卻過(guò)于激烈 采用冷速較緩慢的淬火介質(zhì)，降低噴液供給量和噴液壓力 鋼材的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高 精選碳量，使 45 鋼中的碳量控制在下限，采取冷速較緩慢的淬火介質(zhì) 工件表面溝槽、油孔是感應(yīng)電流集中源 用鐵屑堵塞或 鑲銅 未及時(shí)回火 及時(shí)回火或采用自回火 ④畸變，感應(yīng)淬火加熱多數(shù)表現(xiàn)為熱應(yīng)力型畸變，為此需要減少熱量向工件內(nèi)層中的傳遞。為減少畸變，通常采用透入式加熱，提高比功率，縮短加熱時(shí)間；齒輪內(nèi)孔加防冷蓋，減少內(nèi)徑縮小 ,薄壁齒輪淬火時(shí)對(duì)內(nèi)孔噴水加速冷卻來(lái)控制內(nèi)徑脹大。 ⑤硬化區(qū)分布不合理，淬硬區(qū)與非淬硬區(qū)的交接部位恰在工件的應(yīng)力集中處，比如齒輪的齒面與齒根的交接處。為此可采取一些 措施，使硬化區(qū)離開(kāi)應(yīng)力集中的危險(xiǎn)斷面 6～ 8mm 或?qū)孛孢^(guò)渡的圓角也實(shí)施淬火 ⑥硬化層過(guò)厚，要求高硬度且承受沖擊載荷易斷裂的較小零件（如小模數(shù) 第 24 頁(yè) 共 28 頁(yè) 齒輪），硬化層過(guò)厚是不利的。我們?cè)诠に嚿峡梢圆捎幂^高的電源頻率和比功率，適當(dāng)減小感應(yīng)器與工件的間隙，縮短加熱時(shí)間，減少硬化層深度。 ⑦表面灼傷，由于感應(yīng)器與工件接觸短路而使工件表面留下的燒傷痕跡和蝕坑。為此，應(yīng)注意工件內(nèi)應(yīng)力和預(yù)先熱處理 狀況（清除鐵屑等）、感應(yīng)器剛性、淬火機(jī)床精度以及與工件間的間隙。 回火缺陷與預(yù)防 ①硬度不合格，回火與硬度偏低或偏高，或是硬度不均勻，后者大多是在成批回火零件中在在同一批內(nèi)出現(xiàn)，主要原因是爐溫不均勻、回火溫度規(guī)定錯(cuò)誤或爐溫失控造成。同批零件回火硬度不均勻，大多是由于回火爐本身溫度不均勻造成的，爐氣循環(huán)不均勻，裝爐量過(guò)大等。 ②畸變，主要是由于淬火應(yīng)力在回火過(guò)程中重新分布引起。 ③回火脆性，由于調(diào)質(zhì)是高溫回火會(huì)產(chǎn)生第二類(lèi)回火脆性，產(chǎn)生了第二類(lèi)回火脆性應(yīng)該重新回火和回火后快速冷卻。 五、熱處理設(shè)備的選擇 根據(jù)正火、回火、淬火的溫度 1000℃ ,可以選定中溫爐 650～ 1000℃就可以滿足使用要求。 熱處理是對(duì)零件的使用最要的部分，所以找到合適的熱處理設(shè)備來(lái)實(shí)際生產(chǎn)和應(yīng)用就顯得尤為重要。齒輪是常見(jiàn)零件不像軸那些長(zhǎng)桿件需要井式電阻爐這些大型設(shè)備，熱處理齒輪我們只需要使用普通間歇式箱式電阻爐，通過(guò)比較選擇了最高工作溫度為 950℃的 RX3309 中溫箱式電阻爐。表 51 是中溫箱式電阻爐的主要參 數(shù)。 表 型號(hào) 功率 ／kW 電壓／ V 相數(shù) 最高工作溫度／℃ 爐膛尺寸（長(zhǎng) x寬 x高） ／ mm 爐溫 850℃時(shí)的指標(biāo) 空載損耗／ kW 空爐升溫時(shí)間／ h 最大裝載量／kg RX3309 30 380 3 950 900x450x350 7 200 箱式電阻爐同樣可以為零件正火、回火等常規(guī)熱處理的使用，但是箱式電阻 第 25 頁(yè) 共 28 頁(yè) 爐的爐料一般在空氣介質(zhì)中加熱，沒(méi) 有裝出料的機(jī)械裝置所以就要靠工作人員的手動(dòng)操作，只適合小批量生產(chǎn)。 45 鋼齒輪需要進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，所以我們還需要選擇淬火的冷卻設(shè)備。 45 鋼齒輪的淬火只是簡(jiǎn)單的水淬，以水為冷卻介質(zhì)，設(shè)備簡(jiǎn)單只需要一個(gè)盛水的槽子，但是工件在水中冷卻會(huì)在工件表面形成較厚和分部不均勻的蒸汽膜，容易造成局部冷卻不足、開(kāi)裂傾向加大和畸變?cè)龃蟮葐?wèn)題。所以在淬火槽上設(shè)置介質(zhì)攪拌或介質(zhì)循環(huán)功能就可以明顯的提高淬火冷卻的均勻性。 通過(guò)查找資料與實(shí)際熱處理方法相結(jié)合，找出最合適的感應(yīng)淬火設(shè)備。高頻設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表 52。 表 型號(hào) 輸入電壓 輸入振蕩功率 輸出振蕩功率 加熱保溫時(shí)間 冷卻水壓 暫載率 體積 重量 進(jìn)水水溫 JJG15KW 220V 15W 30100KHZ 199S a 80% 460*200*385 23KG ＜40℃ 六、 性能檢測(cè) 檢測(cè)性能是為了找出在機(jī)加工和熱處理之后齒輪會(huì)出現(xiàn)的不滿足使用要求的情況，質(zhì)量的保證不僅是保證產(chǎn)品的質(zhì)量，而且是企業(yè)和顧客之間的信任關(guān)系。在齒輪的最后一道工序上也認(rèn)真完成。 ① 原材料質(zhì)量 ,用試樣檢查化學(xué)成分、低倍組織、晶粒度、淬透性、帶狀組 織。 ② 毛坯力學(xué)性能，用試樣檢查一般檢查布氏硬度，要求嚴(yán)格者按圖樣比例檢查 δ s、ψ、σ 、σ b、α k。 ③ 外觀質(zhì)量，檢查工件表面不能有淬火裂紋、銹蝕和影響使用性能的傷痕等缺陷。 ④ 有效硬化層深度，用硬度法測(cè)量有效硬化層深度。 ⑤ 硬度是工件熱處理最重要的質(zhì)量檢驗(yàn)指標(biāo)，不少工件還是唯一的技術(shù)要求，而且某些熱處理工藝參數(shù)也是根據(jù)硬度值來(lái)確定的，熱處理后的硬度值將可為工件提供最佳的使用性能，對(duì)提高工件的質(zhì)量及延長(zhǎng)其使用壽命都有很重要作 第 26 頁(yè) 共 28 頁(yè) 用。測(cè)試硬度只需要一般的布氏、洛氏硬度檢測(cè)機(jī)就可了。 ⑥ 表面碳濃度 :用試樣檢查，按圖樣 要求，一般為 ～ % ⑦ 表層顯微組織 :用試樣檢查 ， 細(xì)針馬氏體 +分散細(xì)小碳化物顆粒 +少量奧氏體為佳，按標(biāo)準(zhǔn)圖，馬氏體和殘留奧氏體 1～ 5 級(jí)合格：對(duì)無(wú)沖擊載荷的齒輪，碳化物為 1～ 5 級(jí)，對(duì)有沖擊載荷的齒輪，碳化物為 1～ 4 級(jí)合格級(jí)，對(duì)有沖擊載荷的齒輪，碳化物為 1～ 4 級(jí)合格。 ⑧ 心部硬度組織及金相組織 :用試樣檢查，心部硬度為 30～ 45HRC，心部組織為板條馬氏體 +少量鐵素體。 ⑨ 畸變：用齒輪檢查，按圖樣和工藝要求檢驗(yàn)。 七、結(jié)論 45 鋼的預(yù)備熱處理采用 正火 ，其設(shè)備為 RX3309 中溫箱式 電阻爐 ，溫度840～ 880℃， 60min，出爐空冷至室溫 。 45 鋼的最終熱處理是調(diào)質(zhì)處理， 淬火 采用 RX3309 中溫箱式 電阻爐 ，溫度810～ 830℃ ， 淬火介質(zhì) 為 水，保溫時(shí)間 30min。高溫 回火 采用 RX3309 中溫箱式 電阻爐 ， 溫度 510℃～ 560℃ ， 保溫時(shí)間 110min， 出爐 空冷 。 調(diào)質(zhì)處理后采用高頻感應(yīng)淬火，溫度 860～ 900℃ ，淬火介質(zhì) 為 水，保溫時(shí)間 30min，水淬，回火溫度 180℃～ 200℃ ，保溫時(shí)間 60min。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文代做平臺(tái) 是專(zhuān)業(yè)代做團(tuán)隊(duì) 也有大量畢業(yè)設(shè)計(jì)成品提 供參考 3139476774 3449649974 附： 熱處理 工藝 卡片 某廠 熱處理工藝卡 工件名稱 齒輪 工件編號(hào) 材料牌號(hào) 化學(xué)成分（％） 45 C Si Mn Cr S P Ni Cu ～ ～ ～ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ 第 27 頁(yè) 共 28 頁(yè) 機(jī)械性能 抗拉強(qiáng)度 (σ b) 屈服強(qiáng)度 (σ s) 延伸率 （ δ s） 收縮率 (Ψ ) 沖擊 韌 性(α k) ≥ 750Mpa ≥ 550Mpa ≥ 16％ ≥ 59％ ≥ 20 技術(shù) 要求 最終 熱處理 結(jié)束后， 齒輪的 表面 硬度為 50～ 55HRC， 組織 為 回火 馬氏體＋ 碳化物 ＋殘余奧氏體 ， 有足夠高的硬度和耐磨性并且保證 心部高韌性。 工藝參數(shù) 模數(shù) =3，齒數(shù) Z=20，齒距 P=，全齒高 h=，齒頂圓直徑 da=66mm，齒根圓直徑 df=，分度圓 d=60mm，齒厚 s=。 工序名稱 工序號(hào) 設(shè)備型號(hào)名稱 加熱 冷卻 工人等級(jí) 工時(shí)定額 溫度／℃ 保溫時(shí)間／ h 冷卻介質(zhì) 溫度／ ℃ 時(shí)間 基本工時(shí)／min 輔助工時(shí)／min 每件工時(shí)／min 方式 正火 1 RX3309中溫箱式電阻爐 840～ 880 1 空氣 室溫 空冷 中級(jí) 60 30 90 淬火 2 RX3309中溫箱式電阻爐 810～ 830 水 850～870 水冷 中級(jí) 30 30 60 高溫回火 3 RX3309中溫箱式電阻爐 510～ 560 空氣 室溫 空冷 中級(jí) 30 30 140 高頻感應(yīng)淬火 4 JJG15KW 860～ 900 水 室溫 水冷 中級(jí) 30 30 60 回火 5 RX3309中溫箱式電阻爐 180～ 200 1 空氣 室溫 空冷 中級(jí) 50 30 90 制定 日期 校對(duì) 日期 審核 日期 批準(zhǔn) 日期 第 28 頁(yè) 共 28 頁(yè) 參考文獻(xiàn) ［ 1］ 吉澤升 .熱處理爐 [M].哈爾濱 :哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 2020 ［ 2］ 胡志忠 .鋼及其熱處理曲線手冊(cè) [M].北京 :國(guó)防工業(yè)出版社， ［ 3］ 石淑琴 .熱處理原理與工藝 [M].北京 :機(jī)械 工業(yè)出版社， ［ 4］ 熱處理手冊(cè)編委會(huì) .熱處理手冊(cè) [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社， ［ 5］ 安繼儒、郭強(qiáng) .金屬材料手冊(cè) [M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社， ［ 6］ 才宏年、馬建平 .現(xiàn) 代熱處理手冊(cè) [M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社， ［ 7］ 樊東黎、潘健生、徐躍明、佟曉暉 .熱處理技術(shù)手冊(cè) [M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社，