摘要：汽车驱动轴螺旋伞齿轮在渗碳和碳化淬火过程中的复杂几何形状，由于热应力和组织应力组合，将不可避免地产生变形，影响其精度。为了减少和控制齿轮热处理变形，采用压力床。采用直接淬火与碳氮相结合的方法，在炉内添加补偿器，取得满意的效果，该方法已被证明符合图纸的技术要求。
关键词：齿轮；淬火；变形
齿轮的制造经常会出现变形引起的规律性报废，这对经济以及资源损失都是极大的，严重影响了行业经济效益。文章通过对于齿轮渗碳淬火热处理变形的分析以及改进方式的探讨，能够修正热处理变形现象，降低齿轮报废的概率，减少生产成本，降低不必要的成本浪费。这种改进方式的普遍应用，能够提高齿轮制造过程中热处理的操作空间，提高齿轮制造的质量以及速率，这对于行业发展极为重要。
2影响齿轮热处理变形的因素及控制方法
2齿轮设计
2.1.1 齿轮结构
齿轮的结构，例如形状、尺寸等是影响热处理变形的因素之一。
2.1.2 机械加工
齿轮的热处理变形与机械加工相关，机械加工会产生加工应力，受切削工艺不当、刀具用钝等因素的影响，会造成更复杂的应力状态，这种应力在热处理过程中得以释放，由于齿轮在高温下的强度较低，释放的应力会导致齿轮的塑形变形。此外，齿轮不同的切齿方式会在表层形成不同的应力状态，导致其变形倾向也不尽相同，因此必须采用合理的加工工艺，降低加工应力。当通过一些手段措施将齿轮的变形波动控制在一定范围之内，可以对齿轮在热前的尺寸进行调整，即预留加工余量以补偿热处理产生的变形量。
2.2 原材料
齿轮热处理变形是齿轮在热处理过程中，因齿轮各部位组织结构不同或组织转变不同时所产生的尺寸和形状的变化。因此，由于材料的不稳定和缺陷而导致的齿轮热处理过程中变形失控已成为影响精度的关键之一。
在相同热处理工艺条件下，齿轮各部分的冷却速率相同，但由于材料淬透性不同会导致齿轮各部分，特别是心部位置相变进程不同，最终转变组织也不同。通常，对于淬透性较低的材料，齿轮心部以铁素体和贝氏体为主，齿轮变形较小；对于高淬透性材料，齿轮心部以低碳马氏体和贝氏体为主，齿轮变形较大。严格控制淬透性带宽是控制热处理变形的重要手段之一，材料化学成分不同会导致淬透性不同，因此淬透性的波动受到材料化学成分波动的影响。控制淬透性带宽就需要严格控制材料化学成分的波动。
3热加工工艺与齿轮热处理畸变
3.1预热处理对齿轮热处理变形的影响
相同炉钢的接触带基本相同，证明了不同正火温度对主动齿轮接触面积的影响。这两组齿轮都是同一种材料，与熔炉一起锻造，与炉子一起碳化，压在床上。可以看出，热处理温度的均匀性对变形有很大的影响，在炉内应尽量减少。此外，预热处理过程对齿轮变形有影响。由于等温退火可以获得均匀的结构和硬度，所以对等温退火的齿轮渗碳进行了最小化。
3.1.1温度波动对齿轮变形的影响
热处理炉的温差是不可避免的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是，如果由于炉结构、精密仪器、承载能力等原因，吊架结构的原因导致温度偏差过大，也会增加零件的热处理变形，也会影响齿轮淬透性的稳定性。根据测定结果，分析了炉温偏差对渗碳齿轮变形的影响。
3.1.2降低渗碳温度的可行性
目前，实用价值是使用稀土压力渗透技术，在不延长渗碳时间的条件下，可将渗碳温度降低50~60。这有利于减少齿轮变形。开发了一种新型的传播在一个发电厂，精度要求高和渗透率层范围狭窄，为了减少失真采用低温渗碳过程，解决了没有组牙产生的淬火压床组热处理畸变的问题。这一过程适用于浅层渗透层的小模数齿轮。
3.1.3淬火介质的影响
当机械油用于淬火介质时，油数越高，流量越低，冷却性能越低。但随着油价上涨，其冷却能力也在增加。油数的冷却能力随淬火温度的降低而降低，这表明齿轮的核心具有低硬度或软表面。淬火油温也受季节影响，可根据季节调整调整油的比例。
3.2老化变形
在生产过程中，发现猝灭的合格率超过95%，淬火故障不及时。随着时间间隔的延长，接受率降低，齿轮增厚的效果更加明显。齿轮和爆破对齿轮畸变的影响是很明显的。由于齿轮变薄，渗碳层和喷区的比例更大。齿轮老化变形与松弛现象有关。
4关于控制热处理变形的一些建议
影响齿轮热处理变形的因素众多，要具体确定哪种是主要因素十分困难。设计方面，齿轮结构和尺寸要尽量合理，使齿轮淬火时均匀冷却；机械加工方面，必要时应在齿轮渗碳淬火前采取措施消除加工应力；材料方面，采用细晶、纯净度高、淬透性窄的齿轮钢；齿坯锻造与预备热处理方面，足够的锻造比、合理的锻造流线是必需的，经过锻造及预备热处理后的齿坯，尽可能消除带状、混晶组织，确保基体组织细而均匀。渗碳淬火方面，合理的淬火温度、装夹方式、淬火介质及合理的搅拌是关键的变形控制措施。因此，渗碳齿轮的变形控制应该系统地整体，具体问题具体分析，分清主次因素，综合采取相应的控制技术。
5结束语
现代工业的发展对齿轮传动精度的要求越来越高，既要求承载能力高，使用寿命长，安全可靠，同时还要求体积小、质量轻、传动平稳、噪声低，而能达到以上各项要求的只有渗碳淬火并磨齿的齿轮。齿轮在热处理过程中产生变形是一种普遍的现象，影响齿轮热处理变形的因素众多，包括齿轮加工、材料以及热处理工艺等，针对这些因素，提出了一些减小齿轮热处理变形的控制方法。
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论文作者:边祎,陆梅玲
论文发表刊物:《基层建设》2018年第18期
论文发表时间:2018/8/6
标签：齿轮论文; 渗碳论文; 应力论文; 材料论文; 过程中论文; 温度论文; 因素论文; 《基层建设》2018年第18期论文;