齿轮激光淬火
齿轮(伞齿,锥齿)激光淬火
我推荐一个齿轮硬化新选择——激光淬火
为了解决齿轮的变形，在热处理工艺方法上可以起到一定效果，但效果都不大。
如果换一种方法，如：采用激光淬火，变形非常小，圆周椭圆度约1~2丝；齿形就更小，μ级。
如果在常规方法中，遇到问题；如：担心超差，磨齿困难，磨齿成本高等，可以考虑激光淬火的办法。我做很多年激光淬火；齿轮方面做过人齿，螺旋齿，齿圈等很难处理的异形齿轮；淬火后都不用磨齿，直接安装。
激光处理变形很小,可以免磨削工序.6级以上的齿轮需要磨削,也主要是表面光洁度的要求而已.
说到成本,当然激光主要是逐齿扫描,效率比整体处理的装炉或全部齿一起做小很多.具体来说,就是激光束用数控机床控制扫描的路径,光束照射的部位就实现了淬火,很简单.环保的.打比方说,激光束就像刀具,用机床带动加工需要的齿面.
这种方法主要用在:
1技术要求高(大直径,易变形,难磨齿如内齿圈,异形齿轮如无法感应淬火等等);
2性能要求高(表面硬度高,表面残余压应力要求高,齿根层深需要控制)
3心部性能要求较低,而要降低成本,降低生产周期(相对渗碳+磨齿)
4炉子限制,无法硬化的齿轮(超大齿轮2~6米以上)
5火焰等表面淬火硬度不均等的情况
对于硬度要求HRC58~62,可以用中碳合金钢代替,调质+精铣齿+激光淬火就OK.
如果觉得改材料,工艺改动太大,可以采用渗碳(不淬火)+精铣齿+激光淬火.
都不用磨齿. 当然,这样大的改工艺不能盲目,要根据你齿轮的结构和工况,做性能校核,比如关键的:计算齿轮齿面接触面最大剪引力深度,齿轮面接触疲劳强度,弯曲疲劳强度等等
我们对于小批量做加工.至于设备,我们公司就做设备呀,除了通用机外可以做外,还有给某军工企业做大齿圈的专用激光淬火机床等案例.
这里简述一下,主设备是激光器,一般用3~5千瓦的大功率激光器,其他主要设备是数控机床和导光器.设备基本运行机理:激光器产生激光束(特定),通过导光器传输到工件表面,用数控机床控制扫描速度和位置,实现淬火工艺.
对比一下,常规方法处理直径为1000mm左右的齿轮渗碳淬火后椭圆最大到1.5mm,端面翘曲最大到1.6mm,齿顶锥度最大到0.8mm.这些都需要在留量上解决."
对于这样的情况,激光淬火的变形可以忽略的.比如:椭圆度和翘曲度约小于1.5丝,齿向误差小于5μ.两种方法变形量相差约100倍
激光加热表面淬火简介
激光加热表面淬火简介： （1）定义：利用聚集后的激光束快速加热钢铁材料表面，使其发生相变形成马氏体淬硬层的热处理工改错为激光加热表 面淬火。 （2）特点：与普通热处理相比，它具有如下特点： ①加热速度极快，工件热变形极小。由于激光功率密度高，加 热速度可达1010℃/s，因而热影响区小，工件热变形小，劳动条件好。 ②其冷却速度很高，在工件有足够质量前提下，冷速可达1023℃ /s；不需冷却介质，靠热量由表向里的传导自动淬火。 ③由于激光束扫描（加热）面积很小，可十分精确地对形状复 杂的工件（如有盲孔、小孔、小槽、薄壁零件等）进行处理或局部处理，也可根据需要在同一零件的不同部位进行不同的处理。 ④能精确控制其加工条件，操作简单，可实现在线加工，也易 于与计算机连接，便于实现自动化生产。 ⑤不需要加热介质，有利于环境保护；工件经激光淬火后表面 硬度高（比普通淬火硬度值高15%~~20%）、疲劳强度高（表面具有4000Mpa以上的残余压应力）。 ⑥节省能源，并且工件表面清洁，处理后不需修磨，可作为工 件精机械加工的最后一道工序。 其不足之处在于：只能改变工件表面性能，但不能改善心部
性能；不能用于重负荷工件，也不适用于大型工件。 （3）原理：用于热处理的激光淬火装置主要是CO2气体激光器，它所发生的激光波长为10.6μm，此波长具有很好的大气透过率，很多物质对此波长的辐射线具有一定吸收率；它具有输出功率大（20~~100kW）、效率高（可达20%~~40%）、持续工件时间长等优点。 激光加热金属主要是通过光子同金属材料表面的电子和声子的能量交换，使处理层材料温度升高，在10-7~~10-9s之内就能使作用深度内达到局部热平衡，在金属材料表面形成的这层高温“热层”继而又作为内部金属的加热热源，并以热传导方式进行传热。 激光加热表面淬火就是以高能量激光作为能源以极快速度加热工件并自冷淬火的工艺。其实质就是利用激光产生的热量对工件表面进行处理的过程，它是一种新型的热处理工艺技术。 应当注意事项的是激光加热表面淬火效果与材料表面的反射率、密度和热导率等密切相关，由于所有金属都是10.6μm波长和CO2激光的良好反射体，反射率可高达70%~80%，对于反射率高的材料，激光能量不能被充分，所以激光淬火前要对金属表面施加吸光涂层（黑化处理）以增加吸收率。常用的黑化方法，主要有磷化、氧化等，或在金属表面涂覆一层可大师吸收激光的涂料（如碳素墨汁、胶体石墨、粉状金属氧化物、黑色丙烯酸、氨基屏光漆等）。 （3）工艺参数及应用：钢铁材料进行激光淬火的主要工艺参数
齿轮热处理工艺【详尽版】
齿轮热处理工艺【详细介绍】 内容来源网络，由深圳机械展收集整理！ 一、工作条件以及材料与热处理要求 1.条件: 低速、轻载又不受冲击 要求: HT200 HT250 HT300 去应力退火 2.条件: 低速(＜1m/s)、轻载,如车床溜板齿轮等 要求: 45 调质,HB200-250 3.条件: 低速、中载,如标准系列减速器齿轮 要求: 45 40Cr 40MnB (5042MnVB) 调质,HB220-250 4.条件: 低速、重载、无冲击,如机床主轴箱齿轮 要求: 40Cr(42MnVB) 淬火中温回火HRC40-45 5.条件: 中速、中载,无猛烈冲击,如机床主轴箱齿轮 要求: 40Cr、40MnB、42MnVB 调质或正火,感应加热表面淬火,低温回火,时效,HRC50-55 6.条件: 中速、中载或低速、重载,如车床变速箱中的次要齿轮 要求: 45 高频淬火,350-370℃回火,HRC40-45(无高频设备时,可采用快速加热齿面淬火) 7.条件: 中速、重载 要求: 40Cr、40MnB(40MnVB、42CrMo、40CrMnMo、40CrMnMoVBA)淬火,中温回火,HRC45-50.
8.条件: 高速、轻载或高速、中载,有冲击的小齿轮 要求: 15、20、20Cr、20MnVB渗碳,淬火,低温回火,HRC56-62.38CrAl 38CrMoAl 渗氮,渗氮深度0.5mm,HV900 9.条件: 高速、中载,无猛烈冲击,如机床主轴轮. 要求: 40Cr、40MnB、(40MnVB)高频淬火,HRC50-55. 10.条件: 高速、中载、有冲击、外形复杂和重要齿轮,如汽车变速箱齿轮 (20CrMnTi淬透性较高,过热敏感性小,渗碳速度快,过渡层均匀,渗碳后直接淬火变形较小,正火后切削加工性良好,低温冲击韧性也较好) 要求: 20Cr、20Mn2B、20MnVB渗碳,淬火,低温回火或渗碳后高频淬 火,HRC56-62.18CrMnTi、20CrMnTi(锻造→正火→加工齿轮→局部镀同→渗碳、 预冷淬火、低温回火→磨齿→喷丸)渗碳层深度1.2-1.6mm,齿轮硬度HRC58-60,心部硬度HRC25-35.表面:回火马氏体+残余奥氏体+碳化物.中心:索氏体+细珠光体 11.条件: 高速、重载、有冲击、模数＜5 要求: 20Cr、20Mn2B 渗碳、淬火、低温回火,HRG56-62. 12.条件: 高速、重载、或中载、模数＞6,要求高强度、高耐磨性,如立车重要螺旋锥齿轮 要求: 18CrMnTi、20SiMnVB 渗碳、淬火、低温回火,HRC56-62 13.条件: 高速、重载、有冲击、外形复杂的重要齿轮,如高速柴油机、重型载重汽车,航空发动机等设备上的齿轮. 要求: 12Cr2Ni4A、20Cr2Ni4A、18Cr2Ni4WA、20CrMnMoVBA(锻造→退火
激光淬火技术工艺介绍及应用
激光淬火技术是利用聚焦后的激光束快速加热钢铁材料表面，使其发生相变，形成马氏体淬硬层的过程。 激光淬火前后工件的变形几乎可以忽略，因此特别适合高精度要求的零件表面处理。激光淬硬层的深度依照零件成分、尺寸与形状以及激光工艺参数的不同，一般在0.3~2.0mm 范围之间。对大型齿轮的齿面、大型轴类零件的轴颈进行淬火，表面粗糙度基本不变，不需要后续机械加工就可以满足实际工况的需求。 激光淬火现已成功地应用到冶金行业、机械行业、石油化工行业中易损件的表面强化，特别是在提高轧辊、导卫、齿轮、剪刃等易损件的使用寿命方面，效果显著，取得了很大的经济效益与社会效益，近年来在模具、齿轮等零部件表面强化方面也得到越来越广泛的应用。 一：激光淬火的特点 1．淬火零件不变形、激光淬火的热循环过程快、中碳钢、大型轴类； 2．几乎不破坏表面粗糙度、采用防氧化保护薄涂层、模具钢、各种模具； 3．激光淬火不开裂、精确定量的数控淬火、冷作模具钢、模具、刃具； 4．对局部、沟、槽淬火、定位精确的数控淬火、中碳合金钢、减振器；
5．激光、淬火清洁、高效、不需要水或油等冷却介质、铸铁材料、发动机汽缸； 6．淬火硬度比常规方法高、淬火层组织细密、强韧性好、高碳合金钢、大型轧辊。 二：激光淬火工业应用实例 激光淬火技术可对各种导轨、大型齿轮、轴颈、汽缸内壁、模具、减振器、摩擦轮、轧辊、滚轮零件进行表面强化。适用材料为中、高碳钢，铸铁。 南京中科煜宸激光技术有限公司专业从事激光增材制造装备(3D打印、激光修复)、智能激光焊接装备、自动化生产线、核心器件（工艺软件、送粉器、加工头）和金属粉末材料的研发与制造，感兴趣的用户可以咨询了解一下。
常用齿轮材料及热处理
常用齿轮材料及热处理： 为了保证齿轮工作的可靠性，提高其使用寿命，齿轮的材料及其热处理应根据工作条件和材料的特点来选取。 对齿轮材料的基本要求是：应使齿面具有足够的硬度和耐磨性，齿心具有足够的韧性，以防止齿面的各种失效，同时应具有良好的冷、热加工的工艺性，以达到齿轮的各种技术要求。 常用的齿轮材料为各种牌号的优质碳素结构钢、合金结构钢、铸钢、铸铁和非金属材料等。一般多采用锻件或轧制钢材。当齿轮结构尺寸较大，轮坯不易锻造时，可采用铸钢。开式低速传动时，可采用灰铸铁或球墨铸铁。低速重载的齿轮易产生齿面塑性变形，轮齿也易折断，宜选用综合性能较好的钢材。高速齿轮易产生齿面点蚀，宜选用齿面硬度高的材料。受冲击载荷的齿轮，宜选用韧性好的材料。对高速、轻载而又要求低噪声的齿轮传动，也可采用非金属材料、如夹布胶木、尼龙等。 钢制齿轮的热处理方法主要有以下几种： 1．表面淬火常用于中碳钢和中碳合金钢，如45、40Cr钢等。表面淬火后，齿面硬度一般为40～55HRC。特点是抗疲劳点蚀、抗胶合能力高，耐磨性好。由于齿心部末淬硬，齿轮仍有足够的韧性，能承受不大的冲击载荷。 2．渗碳淬火常用于低碳钢和低碳合金钢，如20、20Cr钢等。渗碳淬火后齿面硬度可达56～62HRC，而齿心部仍保持较高的韧性，轮齿的执弯强度和齿面接触强度高，耐磨性较好，常用于受冲击载荷的重要齿轮传动。齿轮经渗碳淬火后，轮齿变形较大，应进行磨齿。 3．渗氮渗氮是一种表面化学热处理。渗氮后不需要进行其他热处理，齿面硬度可达700～900HV。由于渗氮处理后的齿轮硬度高，工艺温度低，变形小，故适用于内齿轮和难以磨削的齿轮，常用于含铬、铜、铅等合金元素的渗氮钢，如38CrMoAlA。 4．调质调质一般用于中碳钢和中碳合金钢，如45、40Cr、35SiMn钢等。调质处理后齿面硬度一般为220～280HBS。因硬度不高，轮齿精加工可在热处理后进行。 5．正火正火能消除内应力，细化晶粒，改善力学性能和切削性能。机械强度要求不高的齿轮可采用中碳钢正火处理，大直径的齿轮可采用铸钢正火处理。 一般要求的齿轮传动可采用软齿面齿轮。为了减小胶合的可能性，并使配对的大小齿轮寿命相当，通常使小齿轮齿面硬度比大齿轮齿面硬度高出30-50HBS。对于高速、重载或重要的齿轮传动，可采用硬齿面齿轮组合，齿面硬度可大致相同。 来源：https://www.360docs.net/doc/956954882.html,
激光淬火
某传动设备有限公司齿轮齿根激光淬火 技术方案 齿轮齿根激光淬火技术方案 一、待处理工件情况 某传动设备有限公司是一家研发、生产及维修机械及传动装置的公司，其公司现有两个内齿轮经过感应加热淬火处理，但齿根部分淬火程度不够，强度不够，需进行二次激光淬火进行性能强化，齿轮如下图所示：
二、淬火要求 1、对齿轮的齿根进行淬火，淬火不影响齿根以外的其它部位； 2、淬火深度在1mm左右； 三、激光淬火可行性分析 1、采用激光熔覆手段修复工艺可行性分析： 1）激光淬火能量密度集中，淬火深度大，总热输入量小，淬火后基本不会造成待修复件基体变形； 2）激光淬火相比传统方式，同样可以获得性能优良的淬火结果，下图是我司激光淬火处理后45钢轴类件的金相图片和硬度。未淬火的基材组织主要是有珠光体+铁素体，硬度较低，而淬火后的组织主要有马氏体和参与奥氏体组成，硬度有了很大提高。 从表1可以看出未淬火的45钢硬度为HV250左右，而经过激光淬火后，硬度提高到HV760左右。足以说明激光淬火的有效性。 图3-未淬火基材的金相组织图4-淬火后的金相组织 表1 45钢试样测试的硬度值
3 ） 我司拥有随行打磨机器人进行自动打磨，并与多家大型机加企业有长期合作关系， 可以满足该件的表面机加处理。 2、 我公司技术条件 1） 我公司团队在铁基、钴基、镍基等材料的激光熔覆中大量技术积累，并拥有多种成 熟的激光熔覆工艺，以及进行金属材料激光淬火的技术条件； 2） 我公司从低功率1KW 到高功率10KW 激光器熔覆系统共四套可以满足不同零件尺寸 的修复需求；成套的现场修复系统包括：激光器、高精度6轴工业机器人、送粉器、水冷机、控制软件系统、其它配件备件。经初步研究评估采用4KW 熔覆设备可以满足修复。
激光热处理的应用
本设备是集光、机、电以及制冷和材料加工技术一体的大型集成设备，能对轴类、平面类、缸齿轮类、以及空间工模具类等产品进行激光淬火、激光熔覆、激光表面合金化加工，从而达到改善表面性能、提高工件的使用寿命、恢复工件的外型尺寸以重复使用等目的。 主要特点： 模块化设计，高度集成，具有良好的系统性能及很高的使用寿命；功能齐全，使用方便；激光加工精度高，效率稳定可靠；抗干扰能力强，动态响应速度快；造型美观，操作及维护简便。 激光热处理是一种表面热处理技术。即利用激光加热金属材料表面实现表面热处理。 激光加热具有极高的功率密度，即激光的照射区域的单位面积上集中极高的功率。由 于功率密度极高，工件传导散热无法及时将热量传走，结果使得工件被激光照射区迅 速升温到奥氏体化温度实现快速加热。当激光加热结束，因为快速加热时工件基体大 体积中仍保持较低的温度，被加热区域可以通过工件本身的热传导迅速冷却，从而实 现淬火等热处理效果。激光淬火效果：激光淬火层的硬度分布曲线激光淬火层的硬度 分布激光淬火技术可对各种导轨、大型齿轮、轴颈、汽缸内壁、模具、减振器、摩 擦轮、轧辊、滚轮零件进行表面强化。适用材料为中、高碳钢，铸铁。激光淬火的应 用实例：激光淬火强化的铸铁发动机汽缸，其硬度提高HB230提高到HB680，使用寿 命提高2~3倍。 ] 概念定义：利用激光进行加热的热处理工艺称作激光热处理,它是一种高能量密度表面热处理,具有超高 加热速度,其淬火硬化层的性质和状态与普通淬火有着显著的区别。 研究范围：激光热处理的研究分为不熔化表面热处理和熔化表面热处理两大类。不熔化表面热处理主 要包括激光表面相变硬化、激光冲击热处理和激光表面退火等;熔化表面热处理主要包括激光表面熔凝、激 光表面合金化和激光非晶态等。 (一) 发展过程 70年代初～80年代初 需求动力：70年代大功率CO2激光器的出现,推动了激光热处理的发展。 主要特点：该阶段的主要特点是:1.广泛开展激光表面相变硬化(即激光淬火)的研究和应用;2.开展激 光表面合金化的探索研究;3.受激光器功率的影响,激光热处理工艺的应用受到一定局限,未能迅速发展。 典型成果和产品：典型成果：激光热处理设备、激光表面相变硬化工艺的应用 80年代初～至今 需求动力：随着激光技术的发展,激光器功率的提高,激光热处理的优点日趋明显,从而推动激光热处 理的迅速发展。激光热处理作为一种很好的节能型热处理工艺也是其迅速发展的动力之一。 主要特点：该阶段的主要特点:1.激光热处理设备已商业化,正朝小型化、自动化和柔性化方向发展; 2.激光表面相变硬化处理工艺日趋成熟,广泛用于汽车、航空航天、武器等工业部门; 3.激光表面合金化工 艺因具有极大的经济效益,倍受各国的重视,研究工作进展较大,但仍处于基础工艺试验、组织分析和性能试 验的实验室研究阶段,尚未进入工业应用;4.开展了激光涂覆处理、激光表面熔凝、激光脉冲冲击强化处理 和激光渗氮处理等工艺的研究。 典型成果和产品：典型成果：激光表面相变硬化处理广泛用于军用部门和民用部门。 (二) 现有水平及发展趋势 激光热处理是70年代初首先在美国发展起来的金属表面强化新工艺。激光热处理具有加热和冷却速 度快、工件变形小、可进行局部热处理、工艺灵活性大、污染小和易实现自动化等优点。目前,国外应用较
激光表面表面处理技术及进展
激光表面表面处理技术及进展 摘要：激光具有巨大的技术潜力，在冶金和材料加工中发展迅速，应用广泛。激光表面处理由于其对工业和生产作出了巨大贡献，已成为飞速成长的重要加工技术领域。本文较系统地介绍了国内外激光表面处理技术的研究与应用近况，指出了这项技术今后需解决的问题。 关键字：激光；表面处理；进展 0 前言 激光的出现时近代物理学的一个重大进展。第一台激光器于60年代初问世，对激光表面热处理工艺的研究早在激光器诞生后不久就已经开始，但直到60年代末、70年代初才在热处理生产中获得应用。 激光在金属热处理方面取得成功，标志此技术的应用进人了新灼阶段。随着大功率激光器的研制成功与不断完善，这一新工艺用于汽车转向器表面处理的生产线[1]。国内经过“六五”计划的联合攻关，已在汽缸套等零部件的表面热处理上获得成功，取得了一批科研成果。随之而发展的表面涂覆(cladding)，表面上釉(Glazing)及表面合金化(SurfaeeAlloing)等工艺[2]也取得了相当大的进展。与上述工艺相比较，激光表面热处理是当前比较成熟、应用比较广泛的工艺。 1 激光表面处理技术的特点[3] 1)通过选择激光波长调节激光功率等手段，能灵活地对复杂 形状工件或工件局部部位实施非接触性急热、急冷。该技术易控制处理范围，热影响区小，工件产生的残余应力及变形很小。 2)可在大气、真空及各种气氛中处理，制约条件少，且不造成 化学污染。 3)通常，激光表面处理的改性效果比普通处理方法更显著 4)激光束能量集中，密度大，速度快，效率高，成本低。 5)可缩短工艺流程，处理过程中工件可以运动，故特别适合组织自动化处理线。 6)激光束便于通过导光系统准确地输人与定位，亦能导向多个工作台，可大大提高激光的使用率和处理的效率。 7)激光表面处理尤其适用于大批量处理生产线，其成本比传统的表面热处理低。 2 激光表面相变应化(LTH) 不论激光束是如户J产生的，激光束仅是一加热金属的热源，金属经激光热处理后，一般不出现异常的治全变化。相变硬化是一种儿乎无尺寸变化而能达到冶金相变的加工技术。利用激光束可以选择小面积加热和对需要部位硬化。实现激光相变硬化有三个基本条件仁:第一，金属硬化
关于齿轮表面强化技术分析详细版
文件编号：GD/FS-1384 （解决方案范本系列） 关于齿轮表面强化技术分 析详细版 A Specific Measure To Solve A Certain Problem, The Process Includes Determining The Problem Object And Influence Scope, Analyzing The Problem, Cost Planning, And Finally Implementing. 编辑：_________________ 单位：_________________ 日期：_________________
关于齿轮表面强化技术分析详细版 提示语：本解决方案文件适合使用于对某一问题，或行业提出的一个解决问题的具体措施，过程包含确定问题对象和影响范围，分析问题，提出解决问题的办法和建议，成本规划和可行性分析，最后执行。，文档所展示内容即为所得，可在下载完成后直接进行编辑。 在一系列机械传动系统中，齿轮发挥着十分关键的作用，是一类不可或缺的部件，所以，保证齿轮具有良好性能也便显得尤为重要了。本文将基于齿轮表面强化技术展开相应的分析，包括传统技术、新技术以及复合技术等，以期为齿轮表面强化工作提供一些有益的参考。 齿轮表面强化概述 随着应用环境的日益复杂，人们对齿轮表面性能提出了更高要求，不仅要求其具有一定的硬度、耐磨性，还要求其具有理想的心部韧性以及抗腐蚀性等。传统技术（渗碳等）开始难以满足实际需要，新的齿
轮表面强化技术（如激光加热表面淬火技术、喷丸技术、表面镀膜技术等）陆续出现，并得到了广泛应用。 齿轮表面强化技术 2.1.传统技术 以渗碳技术为例。对于汽车用齿轮而言，其制作工艺相对简单，绝大部分以普通低碳钢、低碳合金钢这两种钢材为原材料，先经过渗碳淬火处理，再经过低温回火处理制作而成。渗碳工艺通常在920-930℃这一温度条件下进行，能够在一个相对较短的时间内使得渗层达到既定深度。接下来，先予以淬火处理，在经过低温回火处理，便能够在齿轮表面形成一层高碳马氏体，不仅强化了齿轮表面硬度，还提高了齿轮表面的耐磨性。至于心部则为低碳马氏体，从而使其具有足够的韧性。在齿轮表面强化处理中，渗
齿轮材料热处理规范及其质量要求
齿轮材料热处理规范及其质量要求 正确选择齿轮固然很重要，但如果没有选择好适宜的热处理，那将是前功尽弃，可以说材料选择是前提，热处理方法得当是关键。 一、齿轮热处理方式与其性能特性 1、调质处理： 调质处理使材料获得优良的综合性能，这种热处理常常用于中碳钢和中碳合金钢，如45#、40Cr或40MnB材料，如果齿轮受到的冲击应力和齿面接触应力不是很大的情况下，这种热处理是适宜的，这种材料强韧性使得齿轮齿根抗弯曲能力强，抗疲劳能力也是优良的。但是调质处理齿轮齿面硬度不够，耐磨性偏差。 2、调质处理+表面淬火： 这种热处理方式补充单一调质处理的不足，使齿轮齿面硬度得到提高，耐磨性也随之增强，但是另一个问题仍未解决，就是中碳钢和中碳合金钢材料经过处理后，其冲击韧性尚不能令人满意，在高冲击应力的场合下仍不宜使用。 表面淬火有两种工艺：火焰淬火和高频淬火。 3、正火+渗碳淬火回火 这种热处理是针对低碳合金渗碳钢（如20CrMnTi、20CrNiMo等）而使用的，正火是用以改善原材料组织，便于齿轮粗加工；渗碳使齿面含碳量提高，在其后淬火回火中获得高硬度的回火马氏体组织，以提高齿轮的耐磨性。同时齿轮心部在淬火回火中获得低碳回火马氏体，强度高、韧性好，不仅可以承受高的载荷、大的冲击应力，而且抗疲劳性能也十分优异。 这种热处理也不是没有缺点，首先齿轮在渗碳淬火回火还要精加工，硬度过高会给精加工带来了困难；其次，渗碳淬火回火为了得到回火马氏体，回火温度低（200-300℃），热处理应力未能完全消除，在以后的使用中会逐渐释放造成齿轮微小变形，所以不能用于精密传动的齿轮。 这里的渗碳淬火回火，也包含碳氮共渗淬火回火。 4、调质+渗氮
激光表面淬火的应用领域
激光表面淬火的应用领域 激光表面淬火技术原理 激光淬火，也称激光热处理、激光硬化，即利用聚焦后的激光束快速加热金属材料表面，使其发生相变，形成马氏体淬硬层的一种高新技术，分为激光相变硬化、激光熔凝硬化和激光冲击硬化三种工艺方法。 技术特点 1.激光淬火马氏体晶粒更细、位错密度更高，硬度更高，耐磨性更好。 2.变形极小，甚至无变形，适合于高精度零件处理，部分场合可作为材科和零件的最后处理工序。 3.无需回火，淬火表面得到压应力，不易产生裂纹。 4.如工柔牲好，适用面广，可方便地处理大尺寸工件和沟、槽、深孔、内孔、盲孔等局部区域。 5可根据需要调整硬化层深浅。 6.硬度梯度非常小，硬度基本不随激光硬化层深变化而变化。 7.适合的材料广泛，包括各种中高碳钢、工具钢、模具钢以及铸铁材料等。 8.加工过程自动化控制，工期短，质量稳定。 9.低碳环保，无需冷却介质，无废气废水排放。 技术参数 适合材质：各类中高碳钢、铸铁 淬火硬度：一般可比感应淬火高1-5HRC 淬火深度：0.1-1.2mm 应用领域 激光淬火技术解决了许多常规热处理工艺无法解决的难题，已大量应用于冶金、汽车、模具、五金、轻工、机械制造等行业。适合各类型零件的热处理： 1.难以进入热处理炉的大型工件。 2.仅需对沟、槽、孔、边、刃口等局部表面进行热处理的工件。 3.常规热处理工艺难以处理到的部位。 4.对热处理变形量要求高的精密零件。 5.铸铁工件表面的热处理。 6.常规热处理工艺易产生裂纹的零件。 7.常规热处理工艺达不到硬度要求的零件。 模具钢激光淬火技术及应用 模具钢激光淬火技术，是利用聚焦后的激光束快速加热钢铁材料表面，使其发生相变，形成马氏体淬硬层的过程。模具钢激光淬火的功率密度高，冷却速度快，不需要水或油等冷却介质，是清洁、快速的淬火工艺。与感应淬火、火焰淬火、渗碳淬火工艺相比，激光淬火淬硬层均匀，硬度高（一般比感应淬火高1-3HRC），工件变形小，加热层深度和加热轨迹
激光淬火
一、概述 激光淬火技术及应用激光淬火技术，是利用聚焦后的激光束快速加热钢铁材料表面，使其发生相变，形成马氏体淬硬层的过程。激光淬火的功率密度高，冷却速度快，不需要水或油等冷却介质，是清洁、快速的淬火工艺。与感应淬火、火焰淬火、渗碳淬火工艺相比，激光淬火淬硬层均匀，硬度高（一般比感应淬火高1-3HRC），工件变形小，加热层深度和加热轨迹容易控制，易于实现自动化，不需要象感应淬火那样根据不同的零件尺寸设计相应的感应线圈，对大型零件的加工也无须受到渗碳淬火等化学热处理时炉膛尺寸的限制，因此在很多工业领域中正逐步取代感应淬火和化学热处理等传统工艺。尤其重要的是激光淬火前后工件的变形几乎可以忽略，因此特别适合高精度要求的零件表面处理。激光淬硬层的深度依照零件成分、尺寸与形状以及激光工艺参数的不同，一般在0.3~2.0mm范围之间。对大型齿轮的齿面、大型轴类零件的轴颈进行淬火，表面粗糙度基本不变，不需要后续机械加工就可以满足实际工况的需求。激光熔凝淬火技术是利用激光束将基材表面加热到熔化温度以上,由于基材内部导热冷却而使熔化层表面快速冷却并凝固结晶的工艺过程。获得的熔凝淬火组织非常致密，沿深度方向的组织依次为熔化-凝固层、相变硬化层、热影响区和基材。激光熔凝层比激光淬火层的硬化深度更深、硬度要高，耐磨性也更好。该技术的不足之处在于工件表面的粗糙度受到一定程度的破坏，一般需要后续机械加工才能恢复。为了降低激光熔凝处理后零件表面的粗糙度，减少后续加工量，华中科技大学配制了专门的激光熔凝淬火涂料，可以大幅度降低熔凝层的表面粗糙度。现在进行激光熔凝处理的冶金行业各种材料的轧辊、导卫等工件，其表面粗糙度已经接近激光淬火的水平。激光淬火现已成功地应用到冶金行业、机械行业、石油化工行业中易损件的表面强化，特别是在提高轧辊、导卫、齿轮、剪刃等易损件的使用寿命方面，效果显著，取得了很大的经济效益与社会效益。近年来在模具、齿轮等零部件表面强化方面也得到越来越广泛的应用 二、激光淬火的特点 质量优势技术特质适用材料实际应用 1．淬火零件不变形激光淬火的热循环过程快中碳钢大型轴类 2．几乎不破坏表面粗糙度采用防氧化保护薄涂层模具钢各种模具3．激光淬火不开裂精确定量的数控淬火冷作模具钢模具、刃具 4．对局部、沟、槽淬火定位精确的数控淬火中碳合金钢减振器 5．激光淬火清洁、高效不需冷却介质铸铁材料发动机汽缸6．淬火硬度比常规方法高淬火层组织细密、强韧性好高碳合金钢大型轧辊 三、组成部分 ● 激光器
关于激光淬火
嘉兴市科技计划项目 激光表面淬火关键技术与装备研发 项目可行性报告 嘉兴学院机电工程学院 嘉兴市浙江数控焊机有限公司 2009年3月
一、立项的背景和意义 自20世纪60 年代激光问世以来，激光技术作为一门举世瞩目的高新技术，几乎在各行业都获得了重要的应用。近年来，激光表面处理技术不仅在研究和开发方面迅速发展，而且在工业应用方面也取得了长足的进步，成为表面工程一个十分活跃的新兴领域。激光表面处理既可以通过激光淬火、表面熔凝改变基体表层材料的微观结构，也可以通过激光熔覆、气相沉淀和合金化等处理方法同时改变基体表层的化学成份和微观结构。激光表面淬火比其它激光加工所需的功率密度小的多, 因此在利用激光技术进行材料加工中，激光表面淬火应用最多，它能显著提高金属表面的硬度及耐腐性。然而目前激光表面淬火技术的应用还不如传统热处理技术那样广泛和成熟，但由于其具有的独特优越性，正日益受到人们的重视。已经在机械制造、交通运输、石油、矿山、纺织、冶金、航空航天等许多领域得到应用和发展。 激光表面淬火是利用激光在要热处理的部分扫描，使被扫描区域快速升温，而未被扫描区域保持常温。激光表面淬火的原理和普通热处理是相同的，只不过激光作为热源加热金属的时间很短，处理区域也很小。激光对金属进行热处理时，金属表面温度和热穿透深度都和激光照射时间的平方成比例。所以适当地调节激光光斑尺寸、扫描速度和激光功率，就可以对金属表面温度和热穿透深度进行控制。采用激光表面淬火的工件的变形量极小（变形量为高频淬火的1/3～1/10），表面光洁度好，无氧化皮产生。因此，可以减少后道工序（矫正或磨制）的工作量，降低工件的制造成本。激光表面淬火后可获得极细的马氏体晶粒，硬度要比常规淬火后的硬度提高15%-20%，硬化层深度可达2mm，而工件心部仍保持原始组织。所以经激光表面淬火处理的工件表面层硬度高，耐磨性好，心部硬度低，韧性好，疲劳强度一般可提高30%～50%。由于金属散热快，激光束扫描后，扫描区域可自行迅速冷却淬火，无需淬火液，是一种清洁卫生的热处理方法而且便于用同一激光加工系统实现同时加工。因此可直接将激光表面淬火工序安排在生产线上，以实现自动化生产。又由于激光表面淬火处理是不接触加热, 所以工件表面不会发生表面沾污。此外, 因为采用特制的透镜聚焦, 激光的焦深很长, 所以工件在激光焦点上下各50～75mm范围内所吸 收的光能是基本相同的, 这对于处理表面凸凹不平的工件是非常有利的。 虽然，目前激光热处理在热处理行业的总产值中所占份额还不大，但是应用前景光明。许多研究成果和应用实例[1-3]，都说明采用激光表面热处理技术可以解决某些其它热处理方法难以实现的技术目标。例如细长钢管内壁表面硬化，成型精密刃具刃部超高硬化，模具合缝线强化，缸体和缸套内壁表而硬化等等。采用激光表面热处理的经济效益显著优于传统热处理，例如汽车转向器壳体的激光相变硬化和锯齿激光相变硬化等。因此，激光表面热处理的研究、开发和应用都处于上升阶段。 激光加工技术一直是国家重点支持和推动应用的一项高新技术，特别是政府强调要振兴制造业，这就给激光加工技术应用带来发展机遇。在国家制定中长远期发展规划时，又
常用齿轮材料的选择及其热处理工艺分析
齿轮材料的选择及其热处理工艺 1、齿轮材料的选择原则 齿轮材料的种类很多，在选择时应考虑的因素也很多，下述几点可供选择材料时参考： 1）齿轮材料必须满足工作条件的要求。例如，用于飞行器上的齿轮，要满足质量小、传递功率大和可靠性高的要求，因此必须选择机械性能高的合金银；矿山机械中的齿轮传动，一般功率很大、工作速度较低、周围环境中粉尘含量极高，因此往往选择铸钢或铸铁等材料；家用及办公用机械的功率很小，但要求传动平稳、低噪声或无噪声、以及能在少润滑或无润滑状态下正常工作，因此常选用工程塑料作为齿轮材料。总之，工作条件的要求是选择齿轮材料时首先应考虑的因素。 2）应考虑齿轮尺寸的大小、毛坯成型方法及热处理和制造工艺。大尺寸的齿轮一般采用铸造毛坯，可选用铸钢或铸铁作为齿轮材料。中等或中等以下尺寸要求较高的齿轮常选用锻造毛坯，可选择锻钢制作。尺寸较小而又要求不高时，可选用圆钢作毛坯。 齿轮表面硬化的方法有：渗碳、氨化和表面淬火。采用渗碳上艺时，应选用低碳钢或低碳含金钢作齿轮材料；氨化钢和调质钢能采用氮化工艺；采用表面淬火时，对材料没有特别的要求。 3）正火碳钢，不论毛坯的制作方法如何，只能用于制作在载荷平稳或轻度冲击下工作的齿轮，不能承受大的冲击载荷；调质碳钢可用于制作在中等冲击载荷下工作的齿轮。 4）合金钢常用于制作高速、重载并在冲击载荷下工作的齿轮。 5）飞行器中的齿轮传动，要求齿轮尺寸尽可能小，应采用表面硬化处理的高强度合金钢。 6）金属制的软齿面齿轮，配对两轮齿面的硬度差应保持为30～50HBS或更多。当小齿轮与大齿轮的齿面具有较大的硬度差（如小齿轮齿面为淬火并磨制，大齿轮齿面为常化或调质）；且速度又较高时，较硬的小齿轮齿面对较软的大齿轮齿面会起较显著的冷作硬化效应，从而提高了大齿轮齿面的疲劳极限。因此，当配对的两齿轮齿面具有较大的硬度差时，大齿轮的接触疲劳许用应力可提高约20％，但应注意硬度高的齿面，粗糙度值也要相应地减小。 2、齿轮材料的选择 齿轮齿条是现代机械中应用最广泛的一种机械传动零件。齿轮传动通过轮齿互相啮合来传递空间任意两轴间的运动和动力，并可以改变运动的形式和速度。齿轮传动使用范围广，传动比恒定，效率较高，使用寿命。在机械零件产品的设计与制造过程中，不仅要考虑材料的性能能够适应零件的工作条件，使零件经久耐用，而且要求材料有较好的加工工艺性能和经济性，以便提高零件的生产率，降低成本，减少消耗。如果齿轮材料选择不当，则会出现零件的过早损伤，甚至失效。因此如何合理地选择和使用金属材料是一项十分重要的工作。 满足材料的机械性能，材料的机械性能包括强度、硬度、塑性及韧性等，反映材料在使用过程中所表现出来的特性。齿轮在啮合时齿面接触处有接触应力，齿根部有最大弯曲应力，可能产生齿面或齿体强度失效。齿面各点都有相对滑动，会产生磨损。齿轮主要的失效形式有齿面点蚀、齿面胶合、齿面塑性变形和轮齿折断等。因此要求齿轮材料有高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度，齿面要有足够的硬度和耐磨性，芯部要有一定的强度和韧性。 例如，在确定大、小齿轮硬度时应注意使小齿轮的齿面硬度比大齿轮的齿面硬度高30-50HBS，是因为小齿轮受载荷次数比大齿轮多，且小齿轮齿根较薄，强度低于大齿轮。为使两齿轮的轮齿接近等强度，小齿轮的齿面要比大齿轮的齿面硬一些。 另一方面，根据材料的使用性能确定了材料牌号后。要明确材料的机械性能或材料硬度，然后我们可以通过不同的热处理工艺达到所要求的硬度范围，从而赋予材料不同的机械性能。如材料为40Cr合金钢的齿轮，当840-860℃油淬，540-620℃回火时，调质硬度可达28-32HRC，可改善组织、提高综合机械性能；当860-880℃油淬，240—280℃回火时，硬度可达46-51HRC，则钢的表面耐磨性能好，芯部韧性好，变形小；当500-560℃氮化处理，氮化层0.15 -0.6mm时，硬度可达52-54HRC，则钢具有高的表面硬度、高的耐磨性、高的疲劳强度，较高的抗蚀性和抗胶合性能且变形极小；当通过电镀或表面合金化处里后，则可改善齿轮工作表面摩擦性能，提高抗腐蚀性能 3、齿轮常用材料 齿轮常用材料摘要：齿轮依靠结构尺寸材料强度承受载荷要求材料具有强度韧性耐磨性齿轮形状复杂齿轮精度要求要求材料工艺常用材料锻钢铸钢铸铁锻钢硬度分为大类HB称为软齿称为硬度HB工艺过程锻造毛坯正火粗车调质加工常用材料SiMnCr 液体动静压轴承常用轴壳配轴承轴承的密封类型精密轴承工序间防锈新工艺轴承寿命强化
齿轮热处理
1 齿轮热处理概述众所周知，齿轮是机械设备中关键的零部件，它广泛的 用于汽车、飞机、坦克、齿轮传动是近代机它具有传动准确、结构紧凑使用寿命长等优点。轮船等工业领域。是机械产品重要器中最常见的一种机械振动是传递机械动力和运动的一种重要形式、基础零件。它与带、链、摩擦、液压等机械相比具有功率范围大，传动效率高、圆周速度高、传动比准确、使用寿命长、尺寸结构小等一系列优点。因此它已成为许多机由于齿轮在工业械产品不可缺少的传 动部件，也是机器中所占比例最大的传动形式。得益于近年来汽车、风电、. 发 展中的突出地位，使齿轮被公认为工业化的一种象征据大规格齿轮加工机床的需求增长十分耀眼。核电行业的拉动，汽车齿轮加工机床、近年来涉及齿轮加工机床制造的企业也日益增随着齿轮加工机床需求的增加，了解，多。无论是传统的汽车、船舶、航空航天、军工等行业，还是近年来新兴的高铁、铁对齿轮加工机床制都对机床工具行业的快速发展提出了紧迫需求，路、电子等行业，万吨。但 我国齿轮的质量年将达到200 2012 造商提出了新的要求。据权威部门预测主要 表现在齿轮的平均使用寿与其他发达国家的同类产品相较还是具有一定的差距，本设计是在课堂学习热处理知识后的探索和单位产品能耗、生产率这几方面上。命、并按重点是制定合理的热处理规程，尝试，其内容讨论如何设计齿轮的热处理工艺，此设计齿轮的热处理方法。齿轮是机械工业中应用最广泛的重要零件之一。其主要作用是传递动力，改变运 动速度和方向。是主要零件。其服役条件如下：齿轮工作时，通过齿面的接触来传递动力。两齿轮在相对运动过程中，既有滚动，(1)在齿根部位受因此，齿轮 表面受到很大的接触疲劳应力和摩擦力的作用。又有滑动。到很大的弯曲应力作用；word 编辑版． ⑵高速齿轮在运转过程中的过载产生振动，承受一定的冲击力或过载；⑶在一些特殊环境下，受介质环境的影响而承受其它特殊的力的作用。因此，齿轮的表面有高的硬度和耐磨性，高接触疲劳强度，有较高的齿根抗弯强度，高的心部 抗冲击能力。齿轮常用材料有。20Cr ，20CrMnTi, 18Cr2Ni4WA①20Cr降温直接淬火对渗碳时有晶粒长大倾向，有较高的强度及淬透性，但韧性较差。可切削性良好，冲击韧性影响较大，因而渗碳后进行二次淬火提高零件心部韧性；20Cr 为珠光体，焊接性较好，焊后一般不需热处理。但退火后较差；②20CrMnTi 20CrMnTi是性能良好的渗碳钢，淬透性较高，经渗碳淬火后具有高的强度和 韧性，特别是具有较高的低温冲击韧性，切削加工性良好，加工变形小，抗疲劳性能好。 ③18Cr2Ni4WA
激光淬火技术
激光淬火技术 激光淬火技术，是利用聚焦后的激光束快速加热钢铁材料表面，使其发生相变，形成马氏体淬硬层的过程。激光淬火的功率密度高，冷却速度快，不需要水或油等冷却介质，是清洁、快速的淬火工艺。与感应淬火、火焰淬火、渗碳淬火工艺相比，激光淬火淬硬层均匀，硬度高（一般比感应淬火高1-3HRC），工件变形小，加热层深度和加热轨迹容易控制，易于实现自动化，不需要象感应淬火那样根据不同的零件尺寸设计相应的感应线圈，对大型零件的加工也无须受到渗碳淬火等化学热处理时炉膛尺寸的限制，因此在很多工业领域中正逐步取代感应淬火和化学热处理等传统工艺。尤其重要的是激光淬火前后工件的变形几乎可以忽略，因此特别适合高精度要求的零件表面处理。激光淬硬层的深度依照零件成分、尺寸与形状以及激光工艺参数的不同，一般在0.3~2.0mm范围之间。对大型齿轮的齿面、大型轴类零件的轴颈进行淬火，表面粗糙度基本不变，不需要后续机械加工就可以满足实际工况的需求。激光熔凝淬火技术是利用激光束将基材表面加热到熔化温度以上,由于基材内部导热冷却而使熔化层表面快速冷却并凝固结晶的工艺过程。获得的熔凝淬火组织非常致密，沿深度方向的组织依次为熔化-凝固层、相变硬化层、热影响区和基材。激光熔凝层比激光淬火层的硬化深度更深、硬度要高，耐磨性也更好。该技术的不足之处在于工件表面的粗糙度受到一定程度的破坏，一般需要后续机械加工才能恢复。为了降低激光熔凝处理后零件表面的粗糙度，减少后续加工量，华中科技大学配制了专门的激光熔凝淬火涂料，可以大幅度降低熔凝层的表面粗糙度。现在进行激光熔凝处理的冶金行业各种材料的轧辊、导卫等工件，其表面粗糙度已经接近激光淬火的水平。激光淬火现已成功地应用到冶金行业、机械行业、石油化工行业中易损件的表面强化，特别是在提高轧辊、导卫、齿轮、剪刃等易损件的使用寿命方面，效果显著，取得了很大的经济效益与社会效益。近年来在模具、齿轮等零部件表面强化方面也得到越来越广泛的应用。 1.1 激光淬火的特点 质量优势技术特质适用材料实际应用 1．淬火零件不变形激光淬火的热循环过程快中碳钢大型轴类 2．几乎不破坏表面粗糙度采用防氧化保护薄涂层模具钢各种模具 3．激光淬火不开裂精确定量的数控淬火冷作模具钢模具、刃具 4．对局部、沟、槽淬火定位精确的数控淬火中碳合金钢减振器 5．激光淬火清洁、高效不需要水或油等冷却介质铸铁材料发动机汽缸
热处理--表面淬火技术
我所关注的表面工程领域——表面淬火技术 一、表面淬火技术的原理和分类 采用特定热源将钢铁材料表面快速加热到Ac3（对亚共析钢）或者Ac1（对过共析钢）之上，然后使其快速冷却并发生马氏体相变，形成表面强化层的工艺过程，就称为表面淬火技术。实际上，不仅仅是钢铁，凡是能通过整体强化的金属材料，原则上都可以进行表面淬火。需要注意的是，表面淬火只对工件的表面或部分表面进行热处理，所以只改变表层的组织，使其表面硬度、耐磨性和疲劳强度均高。而心部或其它部分的组织仍保留原来的低硬度、高塑性和高韧性的性能，这样工件截面上由于组织不同性能也就不同。表面淬火便于实现机械化、自动化，质量稳定，变形小，热处理周期短，费用少，成本低，还可用碳钢代替一些合金钢。 对于表面淬火的使用材料，原则上，碳的质量分数在0.35%--1.20%的中、高碳钢及基体相当于中碳钢的普通灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、合金铸铁均可以实现表面淬火，但中碳钢与球墨铸铁是最适宜于表面淬火的材料。 根据加热方法不同，表面淬火可分为感应加热（高频、中频、工频）表面淬火、火焰加热表面淬火、激光加热表面淬火、电子束表面淬火、接触电阻加热表面淬火、电解液加热表面淬火等。工业上应用最多的为感应加热、火焰加热、激光加热表面淬火。这里我主要介绍了感应加热、激光加热表面淬火技术，以及感应加热表面淬火国内外的发展现状及趋势。 二、感应加热表面淬火 感应加热表面淬火法是采用一定方法使工件表面产生一定频率的感应电流，将零件表面迅速加热，然后迅速淬火冷却的一种热处理操作方法。生产中把工件放入由空心铜管绕成的感应线圈中，当感应线圈通以交流电时，便会在工件内部感应产生频率相同、方向相反的感应电流。感应电流在工件内自成回路，故称为“涡流”。涡流在工件截面上的分布是不均匀的，表面电流密度最大，心部电流密度几乎为零，这种现象称为集肤效应。由于钢本身具有电阻，因而集中于工件表面的涡流，几秒种可使工件表面温度升至800～1000℃，而心部温度仍接近室温，在随即喷水（合金钢浸油）快速冷却后，就达到了表面淬火的目的。 根据输出加热电流频率的不同可将感应加热表面淬火分为高频感应加热淬
激光熔凝及激光熔凝淬火讲解
激光熔凝及激光熔凝淬火 激光熔凝原理激光熔凝也称激光熔化淬火。激光熔凝是用激光束将获得工件表面加热熔化到一定深度，然后自冷使熔层凝固，获得较为细化均质的组织和所需性能的表面改性技术。激光熔凝原理与激光非晶化基本上相一致。但激光熔凝处理时激光的能量密度和扫描速·度均远小于激光非晶化。激光熔凝与激光合金化不同，它在表面熔化时一般不添加任何合金元素，熔凝层与材料基体是天然的冶金结合；在激光熔凝过程中，可以排除杂质和气体， 激光熔凝原理 激光熔凝也称激光熔化淬火。激光熔凝是用激光束将获得工件表面加热熔化到一定深度，然后自冷使熔层凝固，获得较为细化均质的组织和所需性能的表面改性技术。 激光熔凝原理与激光非晶化基本上相一致。但激光熔凝处理时激光的能量密度和扫描速·度均远小于激光非晶化。 激光熔凝与激光合金化不同，它在表面熔化时一般不添加任何合金元素，熔凝层与材料基体是天然的冶金结合；在激光熔凝过程中，可以排除杂质和气体，同时急冷重结晶获得的组织有较高的硬度、耐磨性和抗蚀性；其表面熔层深度远大于激光非晶化。 激光熔凝是将金属材料表面在激光束照射下成为溶化状态，同时迅速凝固，产生新的表面层。根据材料表面组织变化情况，可分为合金化、重溶细化、上釉和表面复合化等。我公司的轧辊激光熔凝产品是用适当的参数的激光辐照材料表面，使其表面快速熔融、快速冷凝，获得较为细化均质的表面改性技术。它具有以下优点： 表面熔化时一般可添加超硬耐磨金属元素或化学元素，熔凝层与材料基体形成冶金结合。 在激光熔凝过程中，可以排除杂质和气体，同时急冷重结晶获得的杂质有较高的硬度、耐磨性和抗腐蚀性。 其熔层薄、热作用区小，对表面粗糙度和工件尺寸影响不大，有时可不再进行后续磨光而直接使用。 提高溶质原子在基体中固溶度极限，晶粒及第二相质点超细化，形成亚稳相可获得无扩散的单一晶体结构甚至非晶态，从而使生成的新型合金获得传统方法得不到的优良性能。 激光（相变）淬火和激光熔凝淬火
齿轮的材料及热处理
文章编号:1005-7854(2000)03-0020-04 齿轮的材料及热处理 王小宝 (北京矿冶研究总院,北京100044) 摘 要:齿轮传动是机械传动主要形式之一,应用极为广泛。采用适当材料制作齿轮及 对其进行正确的热处理,可大大提高齿轮传动的可靠性,延长齿轮寿命。本文论述了常用 齿轮材料的种类、特点以及齿轮热处理方法和特点。 关键词:齿轮材料;热处理;渗碳;渗氮 中图分类号:TG 162173 文献标识码:A MA TERIAL AND HEA T TREA TM EN T OF GEARS W A N G Xiao 2bao (Beiji ng General Research Instit ute of M i ni ng and Metall urgy ,Beiji ng 100044,Chi na )ABSTRACT:G ear transmission ,one of main mechanical transmissions ,is extensively used in mechanical industry.Correct material and heat treatment of gears can increase the reliability of gear transmission and last the life of gears.In this paper ,the common materials of gears and their properties and the methods for heat treatment of gears and their feasures are expounded.KE Y WOR DS :G ear material ;Heat treatment ;Carburization ;Nitriding 收稿日期:1999-03-05 作者简介:王小宝,机械研究所高级工程师。 1 引 言 齿轮在工作过程中起着传递动力和改变速度的作用,啮合齿面间既有滚动、又有滑动,轮齿根部还受到脉动或交变弯曲的作用。在由此而引起的各种应力的作用下,齿轮将发生轮齿折断、齿面胶合、齿面疲劳及齿面磨损等失效情况。引起齿轮失效的主要应力有:摩擦力、接触应力和弯曲应力。根据齿轮失效的形式和原因,在选择齿轮材料及热处理方法时应从以下几方面考虑:①轮齿表面有足够的硬度。齿面存在实际上的凹凸不平,因而局部会产生很大的压强,引起金属塑性变形或嵌入相对表面,导致金属直接接触和粘着,当啮合齿面相对滑动时,产生了摩擦力。齿面磨损就是由于相互摩擦的结果。减少这类磨损的关键,是提高轮齿表面的塑变抗力,即提高齿面硬度。提高齿面硬度还可以改善齿面接触状态,从而提高齿面的抗疲劳能力。②轮齿芯部要有足够的强度和韧性,以保证在变载荷或冲击载荷作用下,轮齿有足够的抗冲击能力。③大小齿轮应有一定硬度差,以提高其抗胶合能力。④须考虑材料加工性和经济性。 第9卷 第3期2000年9月 矿 冶MININ G &METALLURGY Vol.9,No.3September 2000