【正文】 5鋼齒輪在各種介質(zhì)中淬火的臨界直徑如表 43所示。對(duì)齒輪淬火之后再對(duì)鋼進(jìn)行高溫回火（ 500～ 600℃）， 回火時(shí)間與設(shè)備類型、回火溫度、零件尺寸及裝爐量等因素有關(guān)，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐確定。水淬的硬度、 延伸率 和抗拉強(qiáng)度都比油淬的高上一些，但是 兩者的相差不是很大。 圖 為了提高齒輪的使用壽命，能夠承受高速、中等載荷，齒面硬度高的性能要求，選定 860～ 900℃高頻感應(yīng)加熱，水淬，低溫回火 180～ 200℃，硬度要求 52～58HRC。 ②加熱時(shí)間短，零件無氧化和脫碳，零件心部也處于低溫狀態(tài)，強(qiáng)度高，淬火變形小，熱處理質(zhì)量高。 第 19 頁(yè) 共 28 頁(yè) 根據(jù) 45鋼齒輪的服役條件：高速、中等載荷，齒面硬度高以及失效原因，可以選定感應(yīng)淬火硬化層深度，齒輪硬化層深度（ mm)， 一般取 ～ （ m為齒輪模數(shù)）。表 45為高頻頻率與熱透入深度的關(guān)系，表 46不同模數(shù)全齒同時(shí)淬火時(shí)的最佳頻率。我們可以降低功率延長(zhǎng)加熱時(shí)間，增加工件和感應(yīng)器之間的距離延長(zhǎng)加熱時(shí)間或者是將工件進(jìn)行預(yù)熱在爐中預(yù)熱到 600～ 700℃后在移動(dòng)到感應(yīng)加熱中進(jìn)行最后預(yù)熱，也可以在感應(yīng)器中進(jìn)行預(yù)熱這些方法可以保證在表面不過熱的條件下獲得較深的加熱層。 45鋼高頻淬火之后表層組織為馬氏體，距離表層4～ 6mm時(shí)組織為馬氏體 +鐵素體，距 表層 8mm的組織是馬氏體 +鐵素體 +珠光體大部分組織是馬氏體。 45鋼齒輪的冷卻方法與冷卻介質(zhì)如表 47所示。 表 鋼號(hào) 要求硬度（ HRC） 淬火后硬度（ HRC） 回火規(guī)范 溫度/℃ 時(shí)間/mm 45 40～ 45 ≥ 50 280～ 320 45～ 60 ≥ 50 300～ 320 45～ 60 ≥ 50 220～ 220 45～ 60 45～ 50 ≥ 55 200～ 250 45～ 60 50～ 55 ≥ 55 180～ 200 45～ 60 圖 線 第 21 頁(yè) 共 28 頁(yè) 熱處理工藝方法與性能的關(guān)系 45 鋼齒輪我們首先采用的正火處理，將毛坯加熱到 840～ 880℃，保溫時(shí)間為 90min ,然后進(jìn)行空冷，由于冷卻速度稍快，組織內(nèi)含量相對(duì)較多，且片層較細(xì)密，所以性能有所改善，細(xì)化晶粒，改善了組織，消除了殘余內(nèi)應(yīng)力。尺寸效應(yīng)又與熱透性、硬度要求、硬化層深、熱處理 工藝等因素有關(guān)。有些大尺寸齒輪結(jié)構(gòu)不允許淬火處理而要求正火及回火處理，也要考慮最大控制截面尺寸。調(diào)質(zhì)熱處理工藝見表 49。碳素調(diào)質(zhì)鋼采用冷卻介質(zhì)較強(qiáng)的淬火介質(zhì)（水或水溶液）；對(duì)于形狀較復(fù)雜的薄壁零件，因容易產(chǎn)生變形和開裂，應(yīng)采用雙液淬火；合金調(diào)質(zhì)鋼可油冷；對(duì)于形狀簡(jiǎn)單和截面尺寸較大的零件，可用雙液淬火 回火 屬于高溫回火，要考慮防止回火脆性。合金調(diào)質(zhì)鋼有第二類回火脆性，其 高溫回火保溫時(shí)間不宜過長(zhǎng)，并且回火后應(yīng)快冷 調(diào)質(zhì)之后再對(duì)齒輪進(jìn)行最后的機(jī)加工，機(jī)加工完成之后就可以對(duì)齒輪進(jìn)行高頻感應(yīng)加熱處理，通過表面熱處理就能滿足齒輪的使用條件，利用表面加熱淬火，表層硬化，齒輪的心部仍可以保持原來的顯微組織和性能不變，從而達(dá)到提高疲勞強(qiáng)度、提高耐磨性并保持心部韌性的優(yōu)良的綜合力學(xué)性能。高頻感應(yīng)淬火之后采用低溫回火保持淬火齒輪的高硬度和耐磨性，降低 淬火殘留應(yīng)力和脆性。需要指出的是，并不是所有的熱處理缺陷都可以補(bǔ)救，對(duì)熱處理缺陷的補(bǔ)救，也會(huì)增加熱處理工藝的成本。 正火缺陷與補(bǔ)救措施 ①過燒，加熱溫度過高使晶界局部熔化，此時(shí)的工件已經(jīng)報(bào)廢任何的熱處理對(duì)它已經(jīng)不起任何作用了。 淬火缺陷及補(bǔ)救措施： ①淬火畸變與淬火裂紋，淬火畸變乃是不可避免的現(xiàn)象，只有超過規(guī)定公差或產(chǎn)生無法矯正時(shí)才構(gòu)成廢品，合理選擇淬火、回火方法及規(guī)范等可有效地減小與控制淬火畸變。 ②氧化、脫碳與過熱、過燒，零件淬火加熱過程中若不進(jìn)行表面防護(hù)，將發(fā)生氧化、脫碳等缺陷，其后果是表面淬硬性下降、達(dá)不到技術(shù)要求，或在零件表面形成網(wǎng)狀滲碳體，并嚴(yán)重降低零件的外觀質(zhì)量、加大表面加工粗糙度甚至超差。解決硬度不足 的缺陷必須分清原因，采取相應(yīng)對(duì)策加以防止。與硬度不足的主要區(qū)別是在零件表面上硬度有明顯的忽高忽低現(xiàn)象，這種缺陷可能是由于原始組織過于粗大及不均勻。 ⑤其他組織缺陷，粗大淬火馬氏體（過熱）、調(diào)質(zhì)鋼中的大塊自由鐵素體。加熱不足的主要原因是比功率偏低、加熱時(shí)間不足、感應(yīng)器與工件表面間隙偏大，造成淬火溫度偏低，組織中有較多為未溶鐵素體。 ②軟點(diǎn)，噴水孔局部堵塞或過稀，導(dǎo)致工件局部區(qū)域冷卻不足而出現(xiàn)軟點(diǎn)。 表 淬火裂紋的形成原因 預(yù)防措施 過熱，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。 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。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。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。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，裝爐量過大等。 ③回火脆性，由于調(diào)質(zhì)是高溫回火會(huì)產(chǎn)生第二類回火脆性，產(chǎn)生了第二類回火脆性應(yīng)該重新回火和回火后快速冷卻。 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)備來實(shí)際生產(chǎn)和應(yīng)用就顯得尤為重要。表 51 是中溫箱式電阻爐的主要參 數(shù)。 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。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。高頻設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)見表 52。在齒輪的最后一道工序上也認(rèn)真完成。 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。 ④ 有效硬化層深度，用硬度法測(cè)量有效硬化層深度。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。 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。 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 。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 。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文代做平臺(tái) 是專業(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 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