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传统渗碳齿轮的改进与发展

时间:2019-03-16? 来源:青岛丰东热处理 ?编辑:青岛丰东热处理 点击: 次
        现代工业生产中多数传动齿轮都是采用渗碳淬火工艺,随着工业技术的发展,大功率、高速度和高可靠性齿轮需求量日益增加,常用的渗碳淬火表面强化对一般齿轮强度性能要求还可以满足,但是对要求高性能齿轮,控制内氧化、渗碳淬火畸变大,质量不稳定,精度和性能难以保证。由于低温化学热处理技术的迅速发展,近年来齿轮制造业,尤其是大型精密齿轮行业探索以渗氮技术部分代替渗碳淬火取得了可喜的进展。
        从生产规模来看,渗碳淬火适合于通用齿轮的大批量生产,而渗氮技术则更适合于大型齿轮、单件或中小批量以及高性能齿轮。
        传动齿轮的服役寿命和可靠性,主要取决于齿轮的疲劳抗力,即齿轮的弯曲疲劳寿命和接触疲劳寿命。
        普通渗碳齿轮表面硬度较低(62~63HRC),耐磨性差,接触疲劳强度偏低,但由于渗碳层较深,心部强度较高(36~42HRC),因此弯曲疲劳强度较高,能满足一般齿轮的服役要求。但是渗碳淬火齿轮畸变是难以克服的技术难点,形状复杂的齿轮难以保证其精度,高精度齿轮必须以磨齿来提高齿轮精度,成本大大提高。
        以大型高速精密齿轮为代表,采用渗氮齿轮是唯一可选的改进方向。渗氮齿轮表面硬度高(66~70HRC,850~1100HV),耐磨性高,热硬性好,高硬度可保持在500℃,抗咬合和抗擦伤比渗碳和表面淬火更优越,对高速和圆弧齿轮更重要。渗氮齿轮表面高残余压应力,可保证齿轮使用过程中比渗碳齿轮具有更高的稳定性和更高的弯曲疲劳强度。缺口敏感性比渗碳齿轮低,这对形状系数大的齿轮具有重要意义。
        渗氮齿轮采用低温热处理,变形量小,齿轮畸变小,这种工艺优势可保证渗氮齿轮渗氮处理后齿轮保持高精度,一般精度只下降1~2级,7~6级齿轮可渗氮后直接使用。
        研制新型时效硬化钢和深层渗氮工艺,可实现渗氮齿轮表面更高的接触疲劳强度,心部硬度可保持42~46HRC,取得比渗碳齿轮更高的弯曲疲劳强度。

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