齒輪減速機齒輪淬火冷卻中的質量問題分析
Www.Gelufu.Com 格魯夫機械 2015-05-13 15:09:31
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不管是滲碳淬火、碳氮共滲淬火、感應加熱淬火還是整體加熱淬火，齒輪淬火冷卻過程可能出現的熱處理質量問題主要有：①淬火態硬度不足，淬火態硬度不均，淬火硬化深度不夠；②淬火後心部硬度過高；③淬火變形超差；④淬火開裂；⑤油淬後表麵光亮度不夠。現場出現的這類質量問題往往與齒輪的材質、前處理、淬火加熱和淬火冷卻有關。在排除材質、前處理和加熱中的問題後，淬火冷卻的作用就顯得特別突出了
淬火冷卻大多是在液體介質中進行的，如齒輪淬火用的通常是淬火油、水溶性淬火介質和自來水。因此，下麵將首先分析齒輪淬火冷卻可能出現的上述質量問題與所用淬火介質的特性和用法的關係，並指出解決不同問題所需淬火液的冷卻速度分布特點。隨後簡單介紹常用淬火介質的冷卻速度分布特點和選用時的注意事項。
1淬火冷卻中的質量問題
1.1硬度不足與硬化深度不夠
淬火冷卻速度偏低是造成齒輪淬火硬度不足、硬度不均和硬化深度不夠的原因。但是，根據實際淬火齒輪的材質、形狀大小和熱處理要求不同，又可以分為高溫階段冷速不足、中低溫階段冷速不足以及低溫階段冷速不足等不同情況。比如對於中小齒輪，淬火硬度不足往往是中高溫階段冷速不足所至，而模數大的齒輪要求較深淬硬層時，提高低溫冷速就非常必要。
對於淬火用油，一般來說，油的蒸汽膜階段短、中溫冷速快且低溫冷卻速度大，往往能獲得高而且均勻的淬火硬度和大的淬硬深度。
工件裝掛方式對淬火冷卻效果也有明顯影響。淬火油流動通暢，並配備和使用好攪拌裝置，才能得到更好的效果。
提高所用淬火介質的低溫冷卻速度，往往可以增大淬硬層深度。在滲層碳濃度分布相同的情況下，采用低溫冷卻速度更高的淬火油，往往能獲得更深的淬火硬化層。因此，采用冷卻速度快的淬火油後，相應縮短工件的滲碳時間，仍然能獲得要求的淬火淬硬層深度。所要求的滲碳淬硬層深度越大，這種方法縮短滲碳時間的效果越明顯。
1.2淬火後心部硬度過高
這類問題可能與所選介質冷速過快或介質的低溫冷卻速度過高有關。解決辦法之一是改換淬火油來滿足要求。辦法之二是與淬火介質生產廠家聯係，有針對地加入適當的添加劑來降低現有淬火油的中低溫冷卻速度。辦法之三是改用淬透性更低的鋼種。
1.3淬火變形問題
近，發表的關於淬火變形的文章，把引起變形的原因歸結為淬火冷卻速度不足和速度不均，並在此基礎上提出了提高冷卻速度並設法實現均勻冷卻的解決方法，可供參考［1］。比如，齒輪的內花鍵孔變形，往往是所選的淬火油高溫冷速不足，或者說油的蒸汽膜階段過長的緣故。提高油的高溫冷速並同時提高油在整個冷卻過程的冷速，一般就能解決內花鍵孔的變形問題。對於中小齒輪，尤其是比較精密的齒輪，選好用好等溫分級淬火油是控製變形必不可少的措施。
1.4齒輪的淬火開裂問題
這個問題主要出現在感應加熱淬火中。選擇好的水溶性淬火介質，比如國內外普遍采用的PAG類介質代換原來使用的自來水，問題便解決了。感應加熱淬火采用PAG介質，可以獲得高而且均勻的淬火硬度和深而且穩定的淬硬層，淬裂危險極小。
1.5光亮性問題
通常，光亮淬火油的光亮性好則冷卻速度就不夠高，而冷卻速度很高的淬火油的光亮性則不夠好。此外，熱油的光亮性一般也較差。使用較久的油光亮性稍差，可以換新油或補加提高光亮性的添加劑。
2齒輪用淬火介質的選擇
當前用於齒輪淬火的介質主要是各種淬火油、水溶性淬火介質和普通自來水。以下分別討論這些介質在齒輪淬火中的選用方法和注意事項。
