1 引言 zS%
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大型齒輪滲碳淬火的變形直接關(guān)系到齒輪強(qiáng)度、精度等質(zhì)量指標(biāo)。對(duì)于滲碳淬火的齒輪，特別是大型齒輪，其變形量很大，且難以控制。較大的變形不僅會(huì)使磨齒加工的磨量增加，成本提高，而且影響齒輪制造精度，降低承載能力，最終壽命也會(huì)大大下降。大型齒輪滲碳淬火熱處理變形主要是由于工件在機(jī)加工時(shí)產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，熱處理過(guò)程中產(chǎn)生的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力以及工件自重變形等共同作用而產(chǎn)生的。影響齒輪滲碳淬火變形的因素很多，包括齒輪的幾何形狀、原材料及冶金質(zhì)量、鍛造和機(jī)加工的殘余應(yīng)力、裝料方式和熱處理工藝及設(shè)備等諸方面。掌握變形規(guī)律，減少齒輪滲碳淬火變形，能夠提高齒輪的承載能力和使用壽命，對(duì)縮短制造周期，降低生產(chǎn)成本也都具有重要意義。 I}:L ]H{E
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2 大型齒輪滲碳淬火變形規(guī)律 B 1w0cS%%:
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對(duì)大型齒輪質(zhì)量和壽命影響最大的變形來(lái)自齒輪外徑、公法線長(zhǎng)度和螺旋角等。一般說(shuō)來(lái)，變形趨勢(shì)如下： N+>'J23d!
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2.1 大型齒輪變形規(guī)律：大型齒輪滲碳淬火后齒頂圓外徑呈明顯脹大趨勢(shì)，且上下不均勻呈錐形；徑長(zhǎng)比（齒輪外徑/齒寬）越大，外徑脹大量越大。碳濃度失控偏高時(shí)，齒輪外徑呈收縮趨勢(shì)。 &X w`T9<
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2.2 大型齒輪軸變形規(guī)律：齒頂圓外徑呈明顯收縮趨勢(shì)，但一根齒軸的齒寬方向上，中間呈縮小，兩 端略有脹大 \8_V(lU
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2.3 齒圈變形規(guī)律：大型齒圈經(jīng)滲碳淬火后，其外徑均脹大，齒寬大小不同時(shí)，齒寬方向呈錐形或腰鼓形。 Ff/Ig]Lb
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3 滲碳淬火齒輪變形原因 |(%AM*n
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3.1 滲碳件變形的實(shí)質(zhì) 5fq. *1f
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滲碳的低碳鋼，原始相結(jié)構(gòu)是由鐵素體和少量珠光體組成，鐵素體量約占整個(gè)體積的80%。當(dāng)加熱至AC1以上溫度時(shí)，珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，900℃鐵素體全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。920—940℃滲碳時(shí)，零件表面奧氏體區(qū)碳濃度增加至0.6—1.2%，這部分碳濃度高的奧氏體冷至600—650℃才開(kāi)始向珠光體、索氏體轉(zhuǎn)變，而心部區(qū)的低碳奧氏體在900℃即開(kāi)始分解為鐵素體，冷至550℃左右全部轉(zhuǎn)變完成。心部奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變是比容增大的過(guò)程，表層奧氏體冷卻時(shí)是熱收縮量增加的變化過(guò)程。在整個(gè)冷卻過(guò)程中，心部鐵素體生成時(shí)總是受著表層高碳奧氏體區(qū)的壓應(yīng)力。此外，大型齒輪由于模數(shù)大、滲層深，滲碳時(shí)間較長(zhǎng)，由于自重影響，也會(huì)增加變形。 M]0^ ind
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3.2 大型齒輪滲碳淬火變形的原因 n2 na9dX)w
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工件淬火時(shí)，淬火應(yīng)力越大，相變?cè)讲痪鶆颍热莶钤酱�，則淬火變形越嚴(yán)重。淬火變形還與鋼的屈服強(qiáng)度有關(guān)，塑性變形抗力越大，其變形程度就越小。 M'| )dM|
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從齒輪和齒輪軸滲碳淬火冷卻各部位冷卻速度、組織及硬度狀態(tài)比較分析，可以發(fā)現(xiàn)上中下各部位冷卻速度的差別，以及表面、過(guò)渡區(qū)、心部冷卻速度差別，和其組織轉(zhuǎn)變的不同時(shí)性是造成齒輪變形的主要原因。減小大型齒輪滲碳淬火變形也要通過(guò)提高各環(huán)節(jié)的均勻性來(lái)實(shí)現(xiàn)。
