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star車床:影響齒輪熱處理畸變的12大因素

目錄:行業新聞發布時間:2019-05-14 09:59:00點擊率:

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:影響齒輪熱處理畸變的12大因素
1、鋼中含碳量
以含碳量對齒輪淬火時的翹曲畸變和體積畸變的影響最大。
2、鋼中合金元素
鋼中合金元素對齒輪的畸變影響很大,如合金元素C、Mn、Ni、Cr、Mo等增大淬透性,增加畸變傾向;而鋼中的合金元素如Cr、Mn、Mo、Si、Ni、Ti等,可減小畸變。
3、鋼的淬透性
鋼材淬透性越高,畸變越大;淬透性越小,淬火畸變也就越小。
4、齒輪形狀、截面尺寸
齒輪設計的形狀不對稱,截面均勻性差;齒輪設計的輪輻剛度差;齒輪設計的工藝孔位置不當等,都會加大齒輪的熱處理畸變。

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:5、鋼的原始組織
1)鋼的顯微組織不均勻性對熱處理畸變影響很大。此外,鋼中顯微組織不均勻,組織粗大,存在較大的偏析,網狀組織等,淬火后畸變加大。
2)由于帶狀組織和偏析等缺陷的存在,成為導致齒輪畸變的重要因素之一。
3)鋼錠的宏觀偏析常造成鋼料橫截面上的方形偏析,這種偏析往往造成圓盤形齒輪的不均勻淬火畸變。
4)正方形連鑄坯形生產的齒輪熱處理畸變均勻;長方形連鑄坯形生產的齒輪熱處理畸變具有明顯的方向性,其對齒輪熱處理畸變影響很大。
5)本質晶粒度越細,齒輪淬火后的畸變量將會相應減小。
6)如果齒輪毛坯正火處理的原始組織不均,導致齒輪的熱處理畸變。
6、鍛造
1)充分鍛造有助于減小畸變。特別是鍛造后形成合理的金屬流線結構,能夠降低熱處理畸變。合理的鍛造還可以使鍛坯減少偏析,均勻組織,改善帶狀組織,有利于減小熱處理畸變。
2)金屬未充滿模腔時會造成最終熱處理畸變不一致。
3)齒輪毛坯鍛造時,因高溫加熱、變形度不均和終鍛溫度較高,將使齒輪熱處理畸變增大。

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:7、毛坯預備熱處理
1)齒輪毛坯預備熱處理能夠減小最終熱處理畸變。采用普通正火時,熱處理畸變相對等溫正火要大。
2)齒輪毛坯在淬火前經過調質處理,淬火后畸變的規律性強,絕對畸變量會有所減小。
8、殘余應力
齒輪的機械加工可造成容易引起金屬畸變的應力,在齒輪加熱過程中,不僅會產生熱應力引起的畸變,而且釋放內應力也會引起畸變。
9、淬火加熱過程
1)較大的直徑或厚度齒輪在加熱溫度下可能產生的最大應力,從而引起較大畸變。
2)在許多生產情況下裝夾的齒輪,在入爐初期,各部位存在的溫差較大,所產生的熱應力足以使首先達到高溫的部位發生塑變而引起局部畸變。
3)加熱不均勻(包括快速加熱)特別是對細長軸齒和薄片狀齒輪的翹曲畸變影響很大。
4)一般情況下,加熱不均勻(如加熱元件直射溫度)時,齒輪內部溫度高的一側,在冷卻后往往顯現凹陷并產生彎曲畸變。
5)加熱速度將直接影響加熱過程中熱應力的形成,并由此引起齒輪畸變。

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:10、冷卻
1)淬火冷卻速度與淬火冷卻介質
冷卻能力越大,淬冷烈度(H)越強,齒輪內外(或厚薄不同處)溫差越大,由此產生的應力越大;
淬火冷卻介質的種類、冷卻性能、淬硬性等與畸變有關。
2)冷卻不均
齒輪結構引起的畸變,齒輪裝夾引起的畸變,淬火冷卻介質特性引起的畸變。
3)淬火冷卻介質溫度
一般情況下,適當提高淬火冷卻介質(如淬火油)溫度時,齒輪熱處理畸變減小。
11、淬火操作
1)齒輪裝夾及支承方式
在齒輪裝爐時,裝夾及吊掛方式、吊具及其支承方式,對齒輪的畸變也有很大關系,特別是內徑、外徑都比較大的薄壁環形齒輪,除了內徑、外徑的脹縮外,往往還會使圓度超差。如果裝爐不當,極易產生較大的高溫蠕變,同時在淬火時會影響淬火冷卻介質的流動和齒輪冷卻的均勻性,從而影響畸變量和畸變的均勻性。

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2)淬火加熱溫度及加熱均勻性
淬火加熱溫度對翹曲畸變的影響程度要遠超過對體積畸變的影響。提高淬火溫度一般均使齒輪畸變增大;
加熱不均勻引起的畸變。
3)重復淬火
對于因熱處理質量超差齒輪,在返修過程中,如果重復淬火時,畸變量將隨著淬火次數的增加而疊加。
4)淬火冷卻的影響
齒輪的冷卻速度大,同時發生體積膨脹,如果冷卻不均勻必將造成更大的畸變;
雙介質淬火或分級淬火在第一介質中停留時間長;淬火冷卻介質流動性過強,對齒輪產生了沖擊等因素,均對齒輪熱處理畸變產生一定的影響。
5)操作因素
這往往同操作過程中違反工藝規定有關。例如齒輪在出爐過程中彼此相互擠撞;出爐時齒輪與爐膛、爐體、爐門或其他硬物撞擊等均會造成齒輪畸變;在齒輪出爐淬火時,操作不平穩,晃動大,將增加齒輪畸變,尤其對細長齒輪軸、薄片形齒輪影響更大。

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12、回火、冷處理及時效
1)回火
回火對齒輪的尺寸變化,主要是由于組織轉變而引起的。
2)冷處理
對于合金元素含量較高或精密齒輪,一般進行零下溫度的冷處理,使殘留奧氏體進一步轉變為馬氏體,因而顯現尺寸增大的畸變趨勢。若淬火溫度越高,冷處理后顯現的尺寸膨脹也越大。
3)時效處理
齒輪淬火組織中,殘留奧氏體數量是引起時效畸變的主要原因。自然時效中由于氫的逸出,應力松弛;自然時效過程中應力的松弛釋放,可能引起極少量的殘留奧氏體的相變。
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