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车床主轴箱齿轮的选材及热处理工艺
5 组织
正火工艺获得细晶粒铁素体与索氏体,淬火冷却至室温得到细小晶粒
马氏体和少量残余奥氏体,回火冷却至室温后得到均匀细致的回火索氏
体,高频感应加热冷却至室温表面组织为回火马氏体,心部组织为回火 索氏体,最终低温回火后得到均匀细致的回火马氏体。
2 选材
根据对齿轮性能的要求,应从具有好的综合力学性能指标这个要素选择 材料。工业生产中常用的金属材料主要是钢、铸铁及合金。铸铁的含碳 量比较高,因此有高的硬度和好的耐磨性,但塑性、韧性差,价格相对 便宜,对于一些低速、低冲击载荷条件下工作的齿轮,可选用铸铁。钢 按含碳量分为低碳钢、中碳钢、高碳钢。低碳钢含碳量低,所以塑性、 韧性好,但强度、硬度低,易变形,不能满足齿轮的性能要求。高碳钢 含碳量高,因此有较高的强度、硬度和好的耐磨性。但塑性、韧性差, 易断裂,也不太适合。中碳钢的含碳量在低碳钢和高碳钢之间,兼具有 低碳钢和高碳钢的性能,有较好的综合力学性能,能满足齿轮的性能要 求,因此选用中碳钢比较合适,价格相对于合金钢便宜。生产中通常选 用45号钢。
2~2. 5 h ,空冷。目的是获得均匀细密的回火索氏体组织,细密的索氏 体金相组织有利于零件精加工后获得光洁的表面。同时,也使主轴具有 良好的综合力学性能。为了更好的发挥调质的效果,故安排在粗加工 之后。
c.
高频感应加热淬火:将齿轮置于感应加热淬火装置内,感应设
备频率取250KHZ,轮齿温度达到860~900℃后,用水快速冷却,淬火
2 选材
根据对齿轮性能的要求,应从具有好的综合力学性能指标这个要素选择 材料。工业生产中常用的金属材料主要是钢、铸铁及合金。铸铁的含碳 量比较高,因此有高的硬度和好的耐磨性,但塑性、韧性差,价格相对 便宜,对于一些低速、低冲击载荷条件下工作的齿轮,可选用铸铁。钢 按含碳量分为低碳钢、中碳钢、高碳钢。低碳钢含碳量低,所以塑性、 韧性好,但强度、硬度低,易变形,不能满足齿轮的性能要求。高碳钢 含碳量高,因此有较高的强度、硬度和好的耐磨性。但塑性、韧性差, 易断裂,也不太适合。中碳钢的含碳量在低碳钢和高碳钢之间,兼具有 低碳钢和高碳钢的性能,有较好的综合力学性能,能满足齿轮的性能要 求,因此选用中碳钢比较合适,价格相对于合金钢便宜。生产中通常选 用45号钢。
1 引言
车床主轴箱是一变速装置, 通常将主动轴的一种转换为从动轴的一种或多种转 速,而这种转速的改变主要是通过一系列相互啮合的不同齿数的齿轮来实现的。 因此主动齿轮会对与其啮合的从动轮轮齿施加推动力,从而带动从动轮的旋转。 所以齿轮会受到外力的影响, 从而导致齿轮自身会产生相应的应力。 虽然齿轮所 承受的应力远低于材料的屈服点, 但长时间工作也有可能导致齿轮产生裂纹而断 裂。齿轮在转动过程中,接触面的齿面会产生滑动摩擦,从而磨损齿面而导致轮 齿的断裂。齿轮在传动过程中,会由于换挡、启动或啮合不良而使齿轮受到冲击 载荷的作用,从而使齿轮变形甚至断裂。以上均是齿轮的工作环境,为了能使齿 轮在上述环境下能正常工作,就得要求齿轮的自身条件能符合上述条件。
6 性能
在加工正常不出错误的情况下,经该工艺加工出的车床主轴箱齿轮具
有较高硬度及好的耐磨性,齿面具有较高的疲劳强度 ,齿轮心部有足够
的强度和韧度。即齿轮有较好的综合力学性能。通常齿轮心部硬度能达 到170~217HB,齿面硬度达45~50HRC。
后表面不得有裂纹。目的是提高轮齿表面硬度和耐磨性,淬火后表面硬 度可达到48~53HRC,淬硬层可达2mm。 d. 低温回火:将齿轮放入回火炉中加热到 200℃保温约 1h,出炉
空气中冷却。目的是消除在淬火时产生的内应力,防止齿轮在工作中
的变形和开裂;获得稳定的组织。保证尺寸的稳定性、提高齿轮的韧
性、调整齿轮的强度和硬度、获得较好的综合力学性能。
3 加工工艺
下料→锻造→正火→粗加工→调质→精加工(滚齿)→高频感应加热淬 火→低温回火→磨削
4 热处理工艺规范
a. 正火:将齿轮放人炉中加热到 840-880℃,保温约 2h,出炉空
气中冷却。目的是充分消除锻造引起的内应力。细化晶粒淬火 840±10℃, 保温 1.5h ,水冷 ; 回火 580±10℃, 保温