齿轮渗碳淬火工艺培训讲义(1)
动力钳中渗碳淬火齿轮内花键孔的加工工艺
动力钳中渗碳淬火齿轮内花键孔的加工工艺一、概述齿轮是机械传动中重要的组成部分，它们的性能直接影响传动系统的稳定性和工作效率。
而齿轮的花键孔则是将两个相邻的齿轮连接在一起的关键部位。
为了增加花键孔的硬度和耐磨性，常常需要对其进行渗碳淬火处理。
这篇文章将介绍渗碳淬火齿轮内花键孔的加工工艺。
二、材料准备在进行渗碳淬火加工之前，需要选择合适的材料。
一般来说，常用的材料有45钢、40Cr、20CrMnTi等。
这些材料具有良好的硬度和韧性，适合进行渗碳淬火处理。
三、工艺流程1. 设计花键孔的尺寸和位置。
根据实际的使用要求和传动系统的结构设计花键孔的尺寸和位置。
一般来说，花键孔的尺寸与齿轮的模数和齿数有关。
2. 加工齿轮的主体部分。
首先，将选好的材料加工成粗齿轮的外形。
可以采用锻造、铸造或数控加工来完成。
3. 加工花键孔的位置。
根据设计要求，在齿轮的主体部分上加工出精确的花键孔。
花键孔的位置应该保持与花键的配合关系。
4. 渗碳处理。
将加工好的齿轮进行渗碳处理，将其表面渗入碳元素，提高其硬度。
渗碳处理方法有气体渗碳、液体渗碳和固体渗碳等。
5. 中火处理。
在进行渗碳处理后，需要对齿轮进行中火退火处理。
这样可以减少残余应力，提高齿轮的韧性和强度。
6. 加工花键孔。
在齿轮的孔部进行加工，将花键插入其中，以实现齿轮的连接。
7. 精加工。
对加工好的花键孔进行精加工，确保其尺寸和表面质量符合要求。
8. 淬火处理。
在进行精加工后，对齿轮进行淬火处理，以进一步提高其硬度和耐磨性。
9. 磨削。
最后，对齿轮进行磨削，使其表面光滑细腻，以减少齿轮运转时的噪声和阻力。
四、注意事项1. 加工花键孔时要保证高精度。
花键孔的尺寸和位置对于齿轮的传动性能具有重要影响，因此在加工过程中要尽量保持高精度。
2. 渗碳处理要控制温度和时间。
渗碳处理的温度和时间会直接影响到齿轮的硬度和淬火层的厚度，因此要进行恰当的控制。
3. 精加工和淬火处理要保证工艺参数的合理性。
动力钳中渗碳淬火齿轮内花键孔的加工工艺
动力钳中渗碳淬火齿轮内花键孔的加工工艺一、引言动力钳是一种常用的用于提供高力矩的机械工具。
它由齿轮传动系统和电动机构成，其中齿轮是动力钳的核心部件。
为了提高齿轮的硬度和韧性，常常需要对其进行渗碳淬火处理。
而齿轮内花键孔是齿轮传动的关键部分，其加工工艺的精度和质量直接影响整个动力钳的工作性能。
本文将介绍动力钳中渗碳淬火齿轮内花键孔的加工工艺及其注意事项。
二、加工工艺流程1. 设计根据动力钳的具体要求，确定齿轮的尺寸和形状。
花键孔的位置和尺寸应满足轴承径向力的要求，同时考虑齿轮的受力、刚度和传动效率等因素。
2. 材料选择和切削装置准备选择适合渗碳淬火的材料，并准备好切削装置。
齿轮上要设置夹具，以确保齿轮在加工过程中保持固定。
3. 预先处理在加工齿轮之前，需要对齿轮进行预处理。
首先是清洁表面，去除杂质和腐蚀。
然后根据齿轮的具体尺寸和要求，进行加工前的热处理，以提高齿轮的硬度和韧性。
4. 加工花键孔使用铣床或加工中心进行花键孔的加工。
首先进行定位和夹紧，确保齿轮固定在加工台上。
然后根据花键孔的尺寸和形状，选择合适的加工刀具进行加工，保证花键孔的精度和质量。
5. 渗碳处理将加工完成的齿轮进行渗碳处理。
首先是预热，将齿轮放入热处理炉中进行加热，使其达到适当的温度。
然后是渗碳，将齿轮放入加有固体或液体渗碳剂的容器中进行渗碳处理。
最后是淬火，将渗碳处理好的齿轮迅速冷却，以提高其硬度。
6. 精加工和判定根据齿轮的具体要求，对其进行精加工和检验。
首先对花键孔进行修整，检查其尺寸和形状是否满足要求。
然后进行齿轮的整体加工，通过检验齿轮的尺寸、形状、精度和外观等指标，判定齿轮是否合格。
三、注意事项1. 加工工艺和参数要合理确定花键孔的加工工艺和参数，应根据具体情况合理确定。
常用的加工方法有切削、钻孔和铰孔等。
加工参数包括刀具的选择、刀具的进给速度和切削深度等。
2. 切削过程要稳定切削过程要稳定，以确保花键孔的加工质量。
高温渗碳齿轮热处理工艺
高温渗碳齿轮热处理工艺高温渗碳齿轮热处理工艺是一种常用的齿轮表面强化方法，能够有效提高齿轮的硬度、磨损性能和行星齿轮的承载能力。
该工艺在制造和应用领域具有广泛的应用前景。
下面将介绍高温渗碳齿轮热处理工艺的基本步骤和关键技术。
首先，高温渗碳齿轮热处理工艺的基本步骤如下：1. 材料准备：选择适宜的齿轮材料，通常采用中碳钢或合金钢。
同时，对材料进行预处理，如去油、除锈等工序，确保齿轮表面清洁。
2. 渗碳剂的选择：根据具体的工艺规定和齿轮要求，选择合适的渗碳剂。
渗碳剂的选择与温度、时间和渗碳深度有关，需进行实验验证。
3. 预热处理：将齿轮在高温炉中进行预热，使其达到适宜的温度，以减少渗碳剂对齿轮的反应时间。
4. 渗碳处理：将齿轮浸入渗碳剂中，通过高温和长时间的作用，使渗碳剂中的碳元素渗入齿轮表面，增加其硬度和耐磨性。
5. 淬火处理：将渗碳后的齿轮快速冷却，以获得高硬度和耐磨性。
淬火介质的选择和冷却速度控制对齿轮性能有重要影响。
6. 返火处理：对淬火后的齿轮进行返火处理，以消除内部应力，提高韧性和稳定性。
7. 表面处理：对齿轮进行表面处理，如抛光、打磨等，以提高表面质量和齿轮的精度。
高温渗碳齿轮热处理工艺中的关键技术主要包括温度控制、时间控制和渗碳剂的选择。
温度控制是保证渗碳效果和齿轮性能的重要因素。
温度过高会造成齿轮变形、变脆和表面质量下降，温度过低则会影响渗碳效果。
因此，在温度控制上，需根据具体的工艺要求严格控制温度范围，并进行实时监控和调整。
时间控制是决定渗碳深度和齿轮性能的关键因素。
时间过短会使渗碳层过浅，无法达到要求的硬度和耐磨性；时间过长则会造成过渗碳和渗碳层变脆。
因此，在时间控制上，需根据具体的工艺规定和齿轮要求，选择适宜的渗碳时间。
渗碳剂的选择对工艺和齿轮性能具有重要影响。
不同的渗碳剂含有不同的碳元素，渗碳剂的选择需根据具体的齿轮要求和工艺推荐进行。
此外，渗碳剂的浓度和使用次数也需根据实际情况进行调整和控制。
渗碳齿轮的盐浴淬火
１
／
１ ００％
０２ ．
用盐 浴淬 火 可 降低 ３ ％ 左 右 的淬 火 变 形 ， 而 减 少 淬 火 后 的 机 加 工 量 ， ０ 从 提
高齿 轮精 度 。以 下介 绍 如何 通 过 调 整盐 浴 的 冷却 能力 来 控 制 渗碳 齿 轮 的淬
火胀缩。
一
３ 一
设 计 研 究
铁道机车车辆工人 第 ７期 ２ １ ００年 ７月
１ ２ 盐 浴 的 成 分 与 配 比 ．
渗碳 齿 轮 的淬火 盐 浴 属 于 低 温 盐 浴 ， 此 ， 选 用 熔 点 低 的 硝盐 来 配 因 应 置 。经筛 选 ， 定 ５ ％ Ｋ Ｏ ５ ％ Ｎ Ｎ ，和 ５ ％ Ｋ ＋４ ％ Ｎ Ｎ ，这 两 确 ０ Ｎ ＋ ０ ａ Ｏ ５ ＮＯ ５ ａＯ
维护 ； 而盐 浴属 于无 物态 变 化 的淬 火介 质 ， 易 老 化 ， 且 由淬 火 工 件 带 出 不 并
的盐 可 回收利 用 ， 此 ， 浴 的维护 成本 远 低于 淬火 油 。 因 盐 １ ４ 盐 浴 淬 火 的 控 制 ．
（） １ 渗碳 齿轮 采用 盐 浴淬火 后 的组 织 与性 能 为 考 察 渗 碳 齿 轮 采 用 盐 浴 淬 火 后 的 质 量 ， 典 型 的 渗 碳 齿 轮 钢 用 ２ Ｃ Ｍｎ 、７ ｒ ｉ ６制 成齿 轮 实 物 （ 数 １ ， 碳 后 分 别 采 用 油 、 浴 ０ ｒ Ｍｏ １ Ｃ ＮＭｏ 模 ０） 渗 盐 淬火 ， 经处 理后 解 剖 ， 检验 其 组织 与 性 能 。检 验 结 果 见 表 ２ ３所示 ， 相 组 、 金
表 ２ 渗 碳 后 油 、 浴 淬 火 的 组 织 盐
（ ）渗 碳 层 组 织 ａ
（ ｂ） 内 氧 化
齿轮渗碳工艺流程
齿轮渗碳工艺流程一、齿轮渗碳前的准备1.1 齿轮的选择与检查咱们在进行齿轮渗碳之前啊，得先把齿轮选好喽。
这齿轮啊，就像咱们盖房子的砖头，得是质量过关的才行。
要仔细检查齿轮的尺寸、表面质量啥的。
要是有啥缺陷，就像那“病恹恹”的小树苗，那渗碳出来的效果肯定好不了。
尺寸不对，可能后续装配啥的都会出问题，这可不能马虎。
1.2 清洗齿轮选好齿轮后呢，就得把它洗得干干净净的。
齿轮上要是有油污啊、杂质啊，就好比一个人脸上脏兮兮的去参加重要活动，渗碳的时候这些脏东西就会捣乱。
咱可以用专门的清洗剂，把齿轮里里外外都清洗透彻，让它以一个“清爽”的状态去接受渗碳处理。
二、渗碳过程2.1 装炉把清洗好的齿轮放进渗碳炉里，这可是个技术活。
就像把宝贝小心翼翼地放进宝盒一样。
齿轮在炉子里的摆放得有讲究，要保证每个齿轮都能均匀地接受渗碳气体的“洗礼”。
要是摆得乱七八糟的，那就会有的地方渗碳多，有的地方渗碳少，就像一群孩子分糖果，分得不均匀肯定会闹矛盾的。
2.2 渗碳气氛的控制渗碳气氛可是渗碳过程中的关键因素。
这气氛就像魔法气体一样，能让碳原子渗透到齿轮里面。
要根据齿轮的材质、要求的渗碳层深度等来精确控制渗碳气氛的成分和流量。
如果气氛控制不好，那渗碳的效果就会大打折扣。
这就好比做饭的时候盐放多放少了，菜的味道就不对了。
2.3 渗碳温度与时间渗碳温度和时间也是非常重要的参数。
温度就像火候，时间就像炖煮的时长。
温度太高或者时间太长，齿轮可能就会被“烤焦”，也就是出现过热、过渗碳等问题。
温度太低或者时间太短呢，渗碳层深度又达不到要求，就像火候不够肉没炖烂一样。
所以啊，得根据经验和工艺要求，精准地控制好温度和时间。
三、渗碳后的处理3.1 冷却渗碳完成后，齿轮的冷却也不能掉以轻心。
不能让齿轮一下子从高温状态冷却下来，得慢慢地、均匀地冷却。
就像一个人刚跑完马拉松，不能一下子就坐下休息，得慢慢缓一缓。
如果冷却不均匀，齿轮可能会产生变形、裂纹等问题，那前面的努力可就白费了。
渗碳工艺培训
渗碳视频欣赏
以气体渗碳为例：气体渗 碳工艺流程_标清.flv
四、 渗碳层成分、组织和厚度
渗碳温度：900-950 ℃ 渗碳层厚度（由表面到过渡层一半处的厚度）： 渗碳层表面含碳量：以 0.85%-1. 05%为最好。
渗碳缓冷后组织：表层 为P（珠光体）+网状 Fe3CⅡ（二次渗碳体）; 心部
。
前述反应与铁（Fe）组合成渗碳反应。 2CO + γ Fe → Fe【C】（活性碳）+ CO2 或 CH4 + γ Fe → Fe【C】（活性碳） + 2H2
优点: 质量好, 效率高； 缺点: 渗层成分与深度不易控制
⑵ 固体渗碳法
固体渗碳是将工件置于填满木炭(90%左右) 和促进剂(BaCO3、 CaCO3或 Na2CO3 等)(10%左右)的固体渗碳箱内进行的渗碳 方法
⑴介质(渗剂)的分解: 分解的同时释放出活性原子。
⑵工件表面的吸收: 碳原子与钢中某些元素形成化合物。 ⑶碳原子向内部扩散。
氮化扩散层
三、渗碳方法
根据渗碳剂的不同，渗碳方法可分为气体渗碳、 固体渗碳和液体渗碳。
⑴ 气体渗碳法
将工件放入密封炉内，在高温渗碳气氛中渗碳。
气体渗碳，由于适合大量生产化，作业可以简化，品质 管制容易算特点，目前最普遍被采用。此法有变成气体 （或称发生气体）及滴注式之两种。 变成气体方式之方法是将碳化气体（C4H10，C3H8， CH4等）和空气相混合后送入变成炉（Gas generator） ，在炉内1000～1100℃之高温下，使碳化氢和空气反应 而生成所谓变成气体（Converted Gas），由变成炉所 生成的气体有各种称呼，本文方便上叫做变成气体。变 成气体以CO、H2、N2，为主成份，内含微量CO2、H2O 、CH4，然后将此气体送进无外气泄入的加热炉内施行 渗碳。渗碳时，因所需的渗碳浓度不同，在变成气体内 添加适当量的C4H10 、 C3H8 、CH4等以便调渗碳浓度
渗碳淬火及高频淬火学习资料(中文)
高频淬火的基本※ 品质面1）表面硬度测定1.部品热的时候（约50℃以上）一定要用水等冷却冷却到常温后测定。
2.确保淬火硬度在60（HRC）以上3.测定部为研磨部或是花键部（齿宽度在3mm以上的情况）2)有效硬化层深度1.确认热处理范围全体的深度状态（初物检查时）2.定常生产最浅的部分被定为管理部分作为测定位置（特别是轴类为段差部与花键底向上断开部）3）组织1.有效部处是不能有铁素体的2.确认完全是马氏体（回火后）3.加热状态下注意有点过度加热的地方组织的破坏组织名 魏氏体高温加热奥氏体结晶粒随着温度升高成长显著的粗大化4）淬火开裂检查1.判断部品质量（加热状态）决定（抽检频率）2.表面粗度粗的部件 →着色检查（例，铸铁类） 表面粗度细的部件 →磁粉探伤（研磨材等）5）放置开裂6）热处理范围测定1.用刀片确认卡尺来测定2.例如如有指示在100mm之间进行淬火退火的情况，左右超出各2mm为104mmNO.1H19年.2.20 作成宇都宫工厂 热处理 臼井实际有效的为100mm 之内（仅为满足图纸规格的部分）※冷却水使用基准NO.21) 选择方法1.由碳素含有量及部品的形状决定2.铸铁质量小的的部品，最好是油冷却2）水温管理1.管理基准为20～40℃（夏季水温升高无法保持时，设置冷却塔等进行温度调整） 2.箱内的冷却水使用限度标准约为1年要进行更换 （腐败，脏污蔓延的话会对冷却速度产生影响）3） 浓度管理1.管理基准为10～15%但因厂家使用的添加剂的种类是不同的 根据目录上的淬火材料来决定浓度2.控制添加剂与冷却速度。
因为浓度低的情况冷却速度快容易发生 开裂相反的浓度高硬度深度难以进入，有必要设定符合淬火材料 的浓度3.新油时的浓度与已使用3个月以后的浓度即便是同一值，判断时实 质浓度是不同的从上记的说明经过3个月聚化物产生裂缝，为防裂缝与未然，1次/月左右投入添加剂约20升/次，必须实施浓度调整。
铬镍钢齿轮渗碳淬火新工艺
铬镍钢齿轮渗碳淬火新工艺摘要：铬镍钢齿轮，特别是20Cr2Ni4钢齿轮，以往由于渗碳淬火后表层存在大量的残余奥氏体，所以在渗碳后淬火之前进行一次高温回火，即一次淬火法。
其生产率低，耗能多。
经我们多年实践，采用微机控制渗碳，实现齿轮渗碳后直接淬火工艺。
关键词：微机控制；一次淬火；直接淬火；残余奥氏体1．前言我厂磨煤机减速箱齿轮有螺旋伞齿轮、圆柱齿轮，其外形尺寸最大直径982mm，最大模数m=14，采用S17Cr2Ni2Mo，20Cr2Ni2Mo，J20CrNi2Mo铬镍渗碳钢制造。
也曾制造一批20Cr2Ni4钢重载齿轮。
其工艺路线：锻造——正火加回火——粗车——消除应力——半精加工——渗碳淬火加低温回火——精加工。
对齿轮的渗碳淬火，我们最初采用一次淬火法，即齿轮渗碳后进行高温回火再加热到淬火温度进行淬火。
由于我们只有一台滴控井式渗碳炉，齿轮的渗碳、淬火、高温回火都在这个炉子进行。
生产周期长，不能满足日益增长的生产量的需求，迫切需要改变现有的一次淬火法，实现齿轮渗碳后降至淬火温度保温30分钟后进行油冷的直接淬火法。
经我们多次工艺试验实现了这一目标。
从1995年开始，每年要处理大小齿轮近百套，每炉节约20小时，每炉可节约1500kW·h(度)，极大的提高了劳动生产率，满足了生产的需要，如期完成总厂下达的生产任务。
2．合金渗碳钢齿轮技术要求为满足使用要求，合金渗碳钢齿轮技术要求：1)齿轮锻坯正火后的硬度HB≤229。
2)渗碳淬火后硬度：齿面58～62HRC，芯部40～45HRC。
3)齿面渗碳层深度：根据不同模数的齿轮，一般为1.5～2.5mm。
4)齿轮锻坯奥氏体晶粒度6级以上，带状铁素体在2级以下。
5)齿面渗碳淬火后组织为隐晶或细针状马氏体组织，不许有针状和网状碳化物及大量残余奥氏体存在。
碳化物3级以下合格，马氏体加残余奥氏体3级以下合格。
心部淬火后为低碳马氏体组织，心部铁素体不允许超过2级。
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齿轮渗碳淬火工艺培训讲义
一、齿轮受力状态及失效形式：
1、受力状态：齿面摩擦力、齿面接触应力和齿根弯曲应力。
2、失效形式：
齿面剥落：表面网状碳化物和渗碳过渡区拉应力是造成齿面剥落的原因。
麻点：齿面金属的塑性变形和齿面的摩擦力导到齿面产生疲劳裂纹，润滑油挤入加速裂纹扩展，由此而产生麻点。
断裂：表现为断齿或断轴，原因为齿轮基体强度不夠。
二、齿轮渗碳淬火通用技术要求：
1、对原材料的要求要：
根据不同使用要求对材料疏松、成份偏析、非金属夹物、带状组织、原始晶粒度和材料淬透性等均有不同级别要求。
2、对预备热处理组织状态和热处理硬度的要求：
包括组织状态、基体硬度、晶粒度等。
3、对最终热处理质量的要求：
包括渗碳淬火表面硬度、渗碳层深度和渗层金相组织、工件基体组织及硬度、强度等。
三、齿轮渗碳淬火工艺规程：
1、渗碳淬火齿轮(低速重载和高速齿轮) 选材：
2、渗碳齿轮工艺流程：锻造---正火---机加工---渗碳淬火---精加工---强力喷丸。
3、齿轮渗碳淬火技术要求：
4、正火热处理：
5、齿轮渗碳工艺：
渗碳淬火工艺曲线
温度
时间
6、使用设备： 可控气氛多用炉。
7、装炉工装及装料方式：详见附图。
（1）使用工装：
工装料架应为抗渗碳、抗热疲劳、高温具有高强度的高Ni-Cr 含量材质的工装。
工装结构视工件大小、结构特征而定。
工装的结构应保证工件加热、冷却均匀，有利于减小工件淬火变形。
（2）、装料方式：
一般齿轮类工件垂直挂装，套类齿轮多层碼放。
工件间应留有一定间隙，以保证不同工件和相同工件不同部位加热和冷却均匀。
滚动件均匀、薄层应平摊于料筛底部，采用多层料筛叠放装料的形式较好。
8、淬火介质及淬火冷却方式：
（1）、淬火介质采用德润宝或好富顿淬火油较好。
因为这类淬火油蒸气膜持续时间短，蒸气薄且厚度均匀，奥氏体不稳定区冷速较高，有利于避免其产生非马转变；马氏体转变温度下的冷却速度较慢，有利于减小工件淬火应力和淬火变形。
（2）、淬火介质的搅拌强度和循环方向：
选择强力向下搅拌为宜，但最终应根据工件淬火效果确定。
（3）、淬火油温度和工件冷却时间：
淬火油温选择60℃为宜，淬火冷却时间参照不同工件现有淬火冷却时间确定即可。
在淬火油品相同的情况下，易普森箱式炉淬火冷却速度和淬火冷均匀性较好。
（4）、工件淬火后的清洗：
淬油工件出炉后，应及时送入清洗机中进行清洗。
工件的清洗温度为60-80℃，清洗液的深度根据工件清洗效果而定。
（5）、冷处理：
为减少淬火工件的残奥量，重要齿轮件可进行-80℃左右的冷处理。
9、回火工艺：
渗碳淬火后，工件中存在较大的淬火应力，易使工件发生开裂或淬火变形。
及时回火可有效减少内应力和变形量。
最为重要的是通过回火处理可使工件获得好的综合力学性能。
（1）、回火温度：
150-200℃为宜，具体情况应视工件硬度要求和强度要求而定。
（2）、保温时间：
最大程度减少工件内应力，回火时间相对要长一些。
根据经验和工件技术要求而定。
四、热处理质量检验：
1、工件表面硬度：HRC56-64，采用洛氏硬度计或里氏硬度计检验。
2、有效硬化层深度：采用显微硬度计进行检验
3、显微组织：渗碳层显微组织应为针状马氏体加少量残余奥氏体，碳化物不允许超出标准。
心部组织为马氏体加贝氏体组织，允许少量的或不允许有游离的铁素体。
4、基体力学性能：抗拉强度、冲击韧度。
5、变形量：齿轮的变形主要表现为齿圈及端面跳动量增大；轴类工件主要表现为弯曲变形；但变形量不应超过加工余量三分之二。
6、淬火裂纹及其它缺陷：裂纹是通过探伤方法进行检验的。
表面脱碳通过金相方法进行检验。