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齿轮材料选择及其热处理

齿轮材料选择及其热处理The document was finally revised on 2021齿轮材料选择及其热处理摘要：齿轮是轮缘上有齿能连续啮合传递运动和动力的机械元件，是能互相啮合的有齿的机械零件，是机械传动中应用最广泛的零件之一。

在齿轮的制造过程中,合理选择材料与热处理工艺,是提高承载能力和延长使用寿命的必要保证。

常用齿轮材料锻钢、铸钢、铸铁、有色金属、非金属材料等的选择及热处理工艺进行了分析。

关键词：齿轮材料热处理工艺一、齿轮结构：二、齿轮的分类：按其外形分为：圆柱齿轮、锥齿轮、非圆齿轮、、蜗杆蜗轮按齿线形状分为：直齿轮、斜齿轮、人字齿轮、曲线齿轮按轮齿所在的表面分为：外齿轮、内齿轮按制造方法可分为：铸造齿轮、切制齿轮、轧制齿轮、烧结齿轮三、常用齿轮材料及热处理工艺的选择:1)高承载能力的重要齿轮，如汽车、拖拉机、矿山机械及航空发动机等齿轮汽车、拖拉机等齿轮主要分装在变速箱和差速器中，推动汽车、拖拉机运行,所以传递功率、冲击力及摩擦压力都很大, 工作条件比较差。

因此在耐磨性、疲劳强度、心部强度和冲击韧性等方面的要求均比较高，因此选用渗碳钢经渗碳、淬火及低温回火后使用最为合适。

小模数齿轮一般采用20Cr和20CrMnTi,而较大模数齿轮采用30CrMnTi 钢。

工艺路线一般为:备料——锻造——正火——机械粗加工、半精加工——渗碳+ 淬火+ 低温回火——喷丸——校正——精加工2)中等承载能力的齿轮，主要用于切削机床齿轮机床齿轮大多用于齿轮箱,传递动力,改变运动速度和方向,工作条件相对较好,载荷不大,工作平稳无强烈冲击,转速也不高,属工作条件较好的齿轮。

因此,要求综合力学性能好,一般选用调质钢制造, 如40 钢、45 钢、40Cr、40SiMn 等。

工艺路线一般为:备料——锻造——正火——机械粗加工——调质——机械半精加工——高频感应淬火+ 低温回火——磨削3)较低承载能力的齿轮较低承载能力的齿轮一般选用中碳钢(40、45)或低合金中碳钢(40Cr、40Mn、40MnB等)制造,进行调质处理,调质后硬度约为200～300HB。

齿轮材料及硬度

58～63HRC
在不高载荷下工作的大型齿轮
50Mn2 、 65Mn
820～840℃空冷
＜241HB
传动精度高，要求具有一定耐磨性的大齿轮
35CrMo
850～870℃空冷，600～650℃回火(热处理后精切齿形)齿轮ຫໍສະໝຸດ 齿轮工作条件钢号
热处理工艺
硬度要求
在低载荷下工作,要求耐磨性高的齿轮
15（20）
900～950℃渗碳，直接淬冷或780～800℃水淬，180～200℃回火。
58～63HRC
低速(<0.1m/s),低载荷下工作的不重要变速箱齿轮和挂轮架齿轮
45
840～860℃正火
156～217HRC
低速(<0.1m/s),低载荷下工作的齿轮(如车床溜板上的齿轮)
40Cr 、42SiMn
调质后860～880℃高频感应加热，乳化液冷却，280～320℃回火
45～50HRC
高速、高载荷、齿部要求高硬度的齿轮
40Cr 、 42SiMn
调质后860～880℃高频感应加热，乳化液冷却，180～200℃回火
50～55HRC
高速、中载荷、受冲击、模数<5（机床变速箱齿轮、龙门铣床的电动机齿轮）
20Cr 、20SiMn
900～950℃渗碳，直接淬火或800～820℃再加热油淬，180～200℃回火。
58～63HRC
高速、重载荷受冲击、模数>6的齿轮（如立车上重要的螺旋伞齿轮）
20CrMnTi 、20SiMnVB、 12CrNi3
900～950℃渗碳，降温至820～850℃淬火，180～200℃回火。
45～50HRC
高速、中等载荷，要求齿面硬度高（磨床砂轮箱齿轮）

常用齿轮材料的选择及其热处理工艺总结

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。

尼龙齿轮材料

尼龙齿轮材料
尼龙齿轮是一种常见的机械传动零部件，具有重量轻、耐磨、自润滑等优点，
因此在机械设备中得到广泛应用。

尼龙齿轮的材料选择对其性能和使用寿命有着重要影响。

本文将围绕尼龙齿轮材料展开讨论。

首先，尼龙齿轮的材料选择应考虑其机械性能。

尼龙材料具有较高的强度和刚性，能够承受一定的载荷和冲击，因此适合作为齿轮材料使用。

此外，尼龙具有良好的自润滑性能，能够减少齿轮在运转过程中的磨损，延长使用寿命。

其次，尼龙齿轮的材料选择还应考虑其耐磨性能。

在机械传动系统中，齿轮经
常处于高速运转状态，容易受到磨损，因此需要具有良好的耐磨性能。

尼龙材料具有较低的摩擦系数和良好的耐磨性能，能够减少齿轮在工作过程中的磨损，提高其使用寿命。

另外，尼龙齿轮的材料选择还应考虑其耐腐蚀性能。

在一些特殊环境中，齿轮
可能会受到腐蚀的影响，因此需要具有良好的耐腐蚀性能。

尼龙材料具有优异的耐腐蚀性能，能够在潮湿、腐蚀性介质中稳定工作，保持良好的使用状态。

此外，尼龙齿轮的材料选择还应考虑其加工性能和成本。

尼龙材料具有良好的
加工性能，可以通过注塑、挤出等工艺制成各种形状的齿轮，适合大规模生产。

同时，尼龙材料价格相对较低，能够降低制造成本，提高产品的竞争力。

综上所述，尼龙齿轮材料选择应综合考虑其机械性能、耐磨性能、耐腐蚀性能、加工性能和成本等因素。

合理选择尼龙材料，能够制造出性能优良、使用寿命长的尼龙齿轮，满足不同机械设备的传动需求，促进机械制造业的发展。

常用齿轮材料选择及其热处理工艺

齿轮材料的选择及其热处理匸艺1、齿轮材料的选择原则齿轮材料的种类很多.在选择时应考虔的因素也很多.下述几点可供选择材料时参考：1）齿轮材料必皴满足工作条件的耍求•例如.用于飞行器上的齿轮.耍满足质址小.传递功率大和可靠性高的耍求.因此必须选择机械性能高的合佥银：旷山机械屮的齿轮传动.一般功率很大.匸作速度较低、删圉环境中粉尘含虽极高•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當工作•因此常选用匸程塑料作为齿轮材料。

总Z.工作条件的耍求是选痒齿轮材料时首先应考虔的因素，2）应考應齿轮尺寸的大小、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’屮等或屮等以下尺寸耍求较高的齿轮常选用锻造毛坯•可选择锻钢制作。

尺寸较小而又耍求不高时. 可选用閲钢作毛坯，齿轮表而玦化的方法有：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會金钢作齿轮材料：抵化钢和调质钢能采用氮化匸艺；采用表而淬火时.对材料没有特别的耍求，3）正火磯钢.不论毛坯的制作方法如何.只能用丁•制作在裁荷平稳或轻度冲击下I：作的齿轮.不能承受大的冲击載荷：调质碳钢可用于制作在中等冲击数荷下工作的齿轮.4）合金钢當用于制作高速、垂裁并在冲击拔荷下匸作的齿轮•5）飞行器中的齿轮传动•耍求齿轮尺寸尽可能小.应采用表面欣化处理的高强度合佥钢.6）金屈制的软齿面齿轮.配对两轮齿面的駛度差应保持为30〜50HBS或更多。

当小齿轮与大齿轮的齿而具有较大的玦度差（如小齿轮齿而为淬火并磨制.大齿轮齿而为常化或调质）：且速度又较窩时.较锁的小齿轮齿面对较软的大齿轮齿而会起较眾茗的冷作谀化效应.从而捉高了大齿轮齿面的彼劳极限。

因此.肖配对的两齿轮齿而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%.但应注总唤度高的齿而.粗糙度值也耍相应地减小。

常用齿轮材料的选择及其热处理工艺总结

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。

典型齿轮材料与常用齿轮钢材的化学成份

齿轮概述齿轮用钢的冶金质量要求齿轮材料的重要热处理特性齿轮材料的选择原则齿轮传动概述ﻭ齿轮材料常用齿轮钢材的化学成份典型齿轮材料低速重载及高速齿轮用渗碳钢ﻭ拖拉机齿轮常用钢及热处理技术要求汽车齿轮常用钢及热处理技机床齿轮常用钢及热处理工艺ﻭ蜗杆蜗轮副材料的选用术要求国外常用的齿轮材料渗碳钢渗碳用硼钢渗氮钢ﻭ调质和表面淬火用钢齿轮用钢的冶金质量要求齿轮传动概述齿轮传动是机械传动中最主要的一种传动型式，历史悠久，应用非常广泛。

齿轮传动的优点主要是：1. 传动的适用功率和传动速度范围广，从极小到10万kW，从极低到40m/s以上。

2. 传动平稳，传动比恒定。

3. 传动效率高，可达99%。

4. 结构紧凑，传动方式多样。

就齿轮传动装置的密封形式来说，分为开式、半开式及闭式三种；就使用情况来说，有低速、高速及轻载、中载、重载之别；就齿轮热处理的不同，齿轮又分为硬齿面齿轮（如经整体或渗碳淬火、表面淬火或氮化处理，齿面硬度HRC>55）、中硬齿面（齿轮经过整体淬火或表面淬火，齿面硬度大约载55>HRC>38，HB>350）和软齿面齿轮（如经调质、常化的齿轮，齿面硬度HB<350）。

齿轮传动的失效形式主要为齿面的疲劳点蚀、胶合、磨损、轮齿的疲劳断裂和塑性变形等，常见的是点蚀和断齿，开式齿轮主要是磨损和断齿。

在设计齿轮传动时，齿轮材料及其热处理的选择是首要问题。

原则上，承受较大载荷的齿轮的材料质量和热处理的齿面硬度要求也高，原则是齿面要硬、齿芯要韧。

对高速或传动精度要求高的齿轮，多采用硬齿面和磨齿方案。

对不重要的齿轮或载荷较小的齿轮，多从经济性考虑，材料要求不高，如优质或普通碳素钢调质或正火处理。

齿轮材料的重要热处理特性淬透性含义: 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。

齿轮用什么材料

齿轮用什么材料
首先，我们需要考虑齿轮所承受的载荷和工作环境。

一般来说，齿轮需要具备
较高的强度和硬度，以确保在高速、高负荷下不发生变形和磨损。

常见的齿轮材料包括钢、铜合金、塑料和铸铁等。

钢是最常用的齿轮材料之一，其具有良好的强度和硬度，能够满足大多数机械
传动的需求。

常见的钢材料包括碳钢、合金钢和不锈钢等，它们可以通过热处理和表面处理来提高其硬度和耐磨性。

铜合金齿轮通常用于低速、高负荷的工作环境，因为铜合金具有良好的耐磨性
和自润滑性，能够减小齿轮啮合时的摩擦和磨损，延长使用寿命。

塑料齿轮主要用于低噪音、无润滑和轻载的场合，因为塑料具有良好的减震和
降噪效果，同时重量轻、成本低，适合一些特殊的工程应用。

铸铁齿轮通常用于大型机械设备中，因为铸铁具有良好的抗压性和耐磨性，能
够承受较大的冲击和振动载荷。

除了上述常见的齿轮材料外，还有一些特殊材料，如高温合金、陶瓷等，它们
通常用于特殊工况下的齿轮传动系统中，如高温、腐蚀、高速等环境。

在选择齿轮材料时，除了考虑载荷和工作环境外，还需要考虑成本、加工性能、使用寿命等因素。

因此，齿轮材料的选择需要综合考虑各种因素，以满足具体的工程需求。

总的来说，齿轮的材料选择应根据具体的工作条件和要求来确定，不同的材料
具有不同的特性和适用范围，需要根据实际情况进行选择。

希望本文对您有所帮助，谢谢阅读！。