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齿轮材料的重要热处理特性是:指钢接受淬火而获得马氏体的能力,不同钢种接受淬火的能力不同。
淬透性
含义:指钢接受淬火而获得马氏体的能力,不同钢种接受淬火的能力不同。
淬透性不同的钢,淬火后得到的淬透层深度不同,从而沿截面分布的金相组织以及机械性能也不同。淬透层深度是指由淬火表面马氏体到50%马氏体层的深度。全部淬透的工件通常表面残留着拉力,容易产生变形和开裂,同时对工作的疲劳性能也不利。
设计时考虑要点:
1.零件尺寸越大,内部热容量越大,淬火时零件的冷却速度越慢,因此,淬透层越薄,性能越差,这种现象叫做"钢材的尺寸效应"。所以,不能根据小尺寸的性能数据用于大尺寸零件的强度计算,而必须考虑钢材的淬透性。
2.大截面或结构复杂的齿轮采用多元合金钢,保证足够而适当的淬透性,保证沿整个截面有良好的综合机械性能,同时,减少变形,防止开裂。
3.对碳钢齿轮,由于碳钢的淬透性低,在设计大尺寸时,正火和调质效果相似,而正火可降低成本,不必要求调质。
4.大模数高质齿轮由于受到钢材淬透性的限制,应当开齿后调质。
淬硬性
含义:指钢在正常淬火条件下,以超过临界冷却速度所形成马氏体组织能够达到最高硬度。
设计时考虑要点:淬硬性与淬透性不同,它主要取决于钢中的含碳量。钢中含碳量越高,淬火后硬度越高,而与合金元素关系不大。所以,淬火硬度高的钢不一定就淬透性高,而硬度低的钢,也可能具有高的淬透性。
过热敏感性
含义:指钢在正常淬火条件下,以超过临界冷却速度所形成马氏体组织能够达到最高硬度。
设计时考虑要点:淬硬性与淬透性不同,它主要取决于钢中的含碳量。钢中含碳量越高,淬火后硬度越高,而与合金元素关系不大。所以,淬火硬度高的钢不一定就淬透性高,而硬度低的钢,也可能具有高的淬透性。
回火稳定性
含义:指钢在正常淬火条件下,以超过临界冷却速度所形成马氏体组织能够达到最高硬度。
设计时考虑要点:淬硬性与淬透性不同,它主要取决于钢中的含碳量。钢中含碳量越高,淬火后硬度越高,而与合金元素关系不大。所以,淬火硬度高的钢不一定就淬透性高,而硬度低的钢,也可能具有高的淬透性。
变形开裂倾向
含义:指钢在加热和冷却过程中产生热应力和组织应力,其综合作用超过钢的σs或σb而产生变形开裂的倾向。
设计时考虑要点:加热或冷却速度太快,加热和冷却不均匀都容易造成工件变形甚至开裂,因此:
按我们平时的理解,这个刚才超过820都算高温了,但就是这样,一般的淬火温度都要比国内的高,如果是进口钢材我没什么好说的,如果是国内钢材,组织粗大是肯定的,但这个产品也许对这个要求不像我们想想的那么严重...
制作链轮、齿轮的材料一般根据用途,使用的材料有灰口铸铁、低碳钢、中碳钢、低碳合金钢、中碳合金钢等。(HT20-40、HT25-47、HT30-54 、45#钢、40Cr、 40MnB、15 、20、 ...
要求耐磨,速度一定较高。高速中等载荷、无猛烈冲击——合金调质钢:40Cr、40MnB、40Mn VB高速中等载荷、有冲击——合金渗碳钢:20Cr、20Mn2B、20MnVB、20CrMnTi用40Cr...
常用热处理的特性
加温 保温 降温 淬火 临界温度 Ac3(亚共析钢) /Ac1(过共析钢)以上 一段时间 快速冷却 / 低温回火 加热温度 150-200℃ 1~2H / 58~64HRC 中温回火 加热温度 350-500℃ 1~2H / 35~50HRC 高温回火 加热温度 500-600℃ 1~2H / 25~35HRC 正火 (常化) 加热至Ac3以上30~50℃ 一段时间 空气中 /喷 水/喷雾 /吹 风冷却 / 退火 缓慢加热到 Ac3或Ac1以上30~50℃ 足够时间 缓慢冷却 / 调制处理 固溶处理 将合金加热到高温单相区 (980~1250℃) 恒温保持 快速冷却 工艺 淬火+高温回火 铁600度的时候铁是呈暗红色; 800度的时候铁是呈橙红色; 900度以 项目 硬度 1.提高硬度 2.增加耐磨 1.产生残余应力 ,零件变形开裂 1.降低残余应力和脆性 2.硬度高 / 1.较高的弹性极
预先热处理对工程机械齿轮材料性能的影响研究
预先热处理对金属材料性能有明显影响。采用不同的预先热处理工艺对20MnCr5钢工程机械齿轮材料试样进行了处理,并进行了显微组织、表面硬度和耐磨损性能的测试与分析。结果表明,与常规正火处理相比,等温正火处理、均匀化处理后等温正火处理均能有效提高材料的的表面硬度和耐磨损性能,尤其是均匀化处理后等温正火处理的效果更为显著。与常规正火处理相比,等温正火处理25℃试样的磨损体积减小22%、300℃磨损体积减小37%;均匀化处理后等温正火处理试样25℃磨损体积减小58%、300℃磨损体积减小70%。20MnCr5钢工程机械齿轮材料的预先热处理工艺优选为900℃×2h均匀化退火后950℃×2h+600℃×1h等温正火的预先热处理。
渗碳齿轮的热处理变形直接影响到齿轮的精度、强度、噪声和寿命,即使在渗碳热处理后加上磨齿工序,变形仍然要降低齿轮的精度等级。影响渗碳热处理变形的因素较多,只有控制各方面的因素才能将变形控制到较小程度。控制齿轮变形也必须在制造齿轮的全过程中设法去解决。
(1)齿轮材料冶金因素对变形的影响
试验表明,钢的淬透性越高.变形越大。当心部硬度高于40HRC时,变形会明显增大。因此,对钢的淬透性带有一定的要求,淬透性带越窄.则变形越稳定,要钢厂提供"低、稳变形"钢材。A1/N含量比控制在1~2.5范围内,可使淬进性带变窄、减小变形。另外,材料的方框偏析及带状组织影响齿轮花键孔的不均匀变形及渗碳不均匀。
(2)预备热处理对齿轮变形的影响
正火硬度过高、混晶、大量索氏体或魏氏组织都会使内孔变形增大,所以要用控温正火或等温退火来处理锻件。
(3)渗碳工艺对变形的影响
温度的均匀性.碳层的均匀性,冷却介质温度的均匀件都影响齿轮变形,同时渗碳温度越高,渗碳层越厚.油温低、齿轮变形大。所以要改进设备,优化工艺,提高齿轮热处理质量。
(4)淬火对变形的影响
淬火冷却行为是影响齿轮变形最重要的因素,热油淬火比冷油淬火变形小,般控制在100℃±120℃.油的冷却能力对变形也是至关重要的。搅拌方式和烈度均影响变形,上淬火压床淬火的盘状齿轮,按各种齿轮的变形情况.调整冲火压床参数减小变形,调整内、外压模及胀心块的压力及各段喷油量的大小及上作台面来控制变形。
《重载齿轮热处理技术要求》(GB/T 38805-2020)规定了重载齿轮的常用材料,热处理设备、工艺、质量检验,能源消耗及安全卫生和环境保护要求等。该标准适用于重载齿轮的气体渗碳淬火回火、渗氮和感应淬火回火。