渗碳轿车齿套淬火畸变的控制
风电齿轮渗碳淬火变形分析与改善
零件号 H1 H2 H3 H4
图10 H3零件左右齿面变形
图11 炉和热处理工艺对齿轮变形的影响
渗碳装炉 平装4块蜂窝板 平装8块蜂窝板
淬火装炉 挂放无阻尼工装 挂放有阻尼工装
挂放有阻尼工装
渗碳淬火工艺 原工艺 改进工艺
改进工艺
椭圆/mm 0.18 0.14 0.14 0.15
4）将左右齿面的磨齿对中数据进行平均，如图 6所示，发现零件节圆存在明显的椭圆，椭圆趋势呈 梨状分布，椭圆量约0.18mm。
根据对H1零件磨齿对中数据的分析，暂无法判 定零件齿向变形是由端面翘曲或齿部畸变造成的。 零件的椭圆趋势呈梨状分布，虽无法确定具体位置 是否与挂装有关，但根据单点挂装的情况推测，梨 柄位置（148号齿附近）应是与工装接触的位置， 此处凸起最大；左右齿面变形量最大位置无显著规 律，但在椭圆的梨状尾部附近（即挂装下部）变形 趋势最大。
要求 实测
2.9~3.9 3.39、3.46
58~64 60.26、59.62
≥30 38
ISO 6336：5 MQ级 细针状
弥散
细针状
≤30 15
无块状铁素体 ≤0.05 无块状铁素体 0.025
4.4 优化验证 在序列号为H3和H4的零件生产时，同时采用图
8的渗碳工艺、渗碳时底部蜂窝板满铺的平放装炉方 式（见图9），在挂装淬火装炉时，在底盘上增加网 孔阻尼工装，零件渗碳淬火后，变形得到大幅度改
图8 H2零件渗碳后轴向圆跳动
图9 改善后的渗碳装炉 4.3 淬火装炉改善
综上所述，齿轮下部约1/4位置冷速较快是齿轮
热加工
63 2021年 第3期
热处理
Heat Treatment
变形的影响因素之一[6]，故对淬火的装炉形式进行 调整。
大型渗碳淬火齿轮热处理变形的控制
火 ， 火 油入 温度 为 ６ ℃ ， 温 回火温 度为 １０ ～ 淬 ５ 低 ７℃
１ 大 型 重 载 齿 轮 的结 构 和 热 处 理 工 艺
冷 热 工 艺
机车车辆工艺 第 ５期 ２ １ ０ ２年 １ ０月
这批 齿 轮虽 然 在 淬 火 完成 以后 公 法 线 变 形 不 是 很 大， 不过 由于端 面的扭 曲 ， 给后 续 的机加 工找正 带 来
了很 大的 困难 ， １只齿 轮 由于磨 齿 后 齿 面 仍 然存 有
在大 量氧化 皮而 报废 。
冷 热 工 艺
文 章 编 号 ：０ ７ ３ （ ０ ２） ５ ０ １ ，３ １ ０ ￣０ ４ ２ １ ０ —０ ５ ０
大 型 渗 碳 淬 火 齿 轮 热 处 理 变 形 的控 制
陈 强 ， 吴 刚 ， 聪 敏 刘
（ 南车戚 墅堰机 车 车辆工 艺研 究所 有 限公 司 ， 苏 常 州 ２ ３ １ ） 江 １０ １
８℃ ， ０ 降低 油 的粘度 ， 减慢对流 阶段 （ 点 附近 ） 并 Ｍｓ 的
冷却 速度 ， 工件变 形倾 向减 小 ， 一 步控 制齿 轮 的 使 进
变形 。
再 升至 渗碳 温 度 ９ ０Ｃ， ２ ￣ 以减 少 快 速 加 热 引起 过 大
的热应 力 ； 降 低 出炉空 冷温度 至 ８ ０ 。 再 ０％
｝ ９ ０℃ ２
周 期
ＩＩ 扩 Ｉ 。 散 中 强 渗
６ ０ １０ ８
冷
口
ｌ０ ５ ６ ０
机车从动齿轮渗碳淬火变形问题的分析与预防
机车从动齿轮渗碳淬火变形问题的分析与预防摘要齿圈类机车从动齿轮，因为尺寸较大的薄板形结构，渗碳淬火后不可避免地要发生变形。
这样既影响从动齿轮的精度，也严重影响齿轮的使用性能。
本文从材料、热处理等影响齿轮热处理变形的几个主要因素入手，分析其产生的原因，并通过适当的选材以及热处理工序等相应措施，减少齿轮热处理变形，从而提高齿轮加工精度。
关键词齿轮热处理变形因素变形控制1 前言目前，在铁路跨越式发展理念的引导下，各个主机厂都以“客运高速、货运重载”为目标，应用新材料、研究新工艺、开发新产品。
牵引从动齿轮是机车驱动装置上的关键零部件，它的好坏直接影响到机车是否能够高速重载。
由于大功率机车从动齿轮因为尺寸较大，渗碳淬火后易产生变形，已经成为制约产品质量和使用性能的瓶颈，所以对机车从动齿轮渗碳淬火的研究有重要的现实意义。
2 齿轮热处理变形的影响因素2.1齿轮材料对齿轮变形的影响由于同一牌号的钢材，其淬透性曲线会在一定范围内变化，导致了淬透性带宽的不同，渗碳淬火后的组织就会出现差异，变形也就不一样，如果淬透性带宽过宽，必然会导致齿轮热处理变形无规律。
实验表明，钢的淬透性越高，热处理后齿轮的变形就越大。
当心部硬度高于HRC40时，变形就会明显增大。
目前，使用与从动齿轮强度相匹配的窄淬透性带宽的渗碳钢已经成为齿轮行业选材的共识。
2.2 预备热处理对齿轮变形的影响齿轮预备热处理组织的均匀性和稳定性对齿轮最终热处理变形的影响很大，因为齿轮各部分的原始组织不同，其比热就不同，在热处理过程中产生的尺寸变化也就不同。
齿轮经高温锻造后，由于其组织粗大不利于随后的渗碳处理，所以一般高温锻造后的齿轮需要经过正火处理，以达到细化晶粒和改善显微组织的目的。
但是，往往正火硬度过高，出现大量索氏体或魏氏体组织，它们的存在都会使内孔变形增大，所以必须引起足够的重视。
2.3 渗碳工艺对齿轮的影响2.3.1 温度的均匀性对齿轮的影响温度的均匀性是造成热处理变形的因素之一。
干货丨几种齿圈的热处理畸变控制方法
干货丨几种齿圈的热处理畸变控制方法作者：金荣植单位：哈尔滨汇隆汽车箱桥有限公司来源：《金属加工（热加工）》杂志由于齿圈直径与齿圈宽度（或称高度）尺寸相差悬殊，在热处理过程中，经常出现内孔圆度、端面平面度及锥度畸变超差问题。
齿圈热处理畸变是其热处理过程中最常见的缺陷之一。
齿圈的加工工序复杂、畸变合格率低、加工余量大、废次品率高、成本高，而且产品精度低、噪音大，严重影响其使用寿命。
为此，通过冷加工与热加工配合、优化工艺、改进装夹（炉）方式、采用先进热处理工艺与装备等方法，以提高齿圈热处理畸变合格率、加工精度，降低产品加工成本，减少废次品。
改进与优化热处理工艺控制齿圈畸变1.采取预处理工艺方法减小大型渗碳齿圈畸变大型齿圈φ2180mm（外径）×φ1750mm（内径）×550mm （宽度），材料17CrNiMo6钢，热处理畸变要求严格。
但经过渗碳淬火后，通常齿顶涨大量4~5mm，有时达6~7mm。
对此，采用以下控制措施：（1）预处理工艺的制定采用调质工艺，即860℃加热淬火（比最终淬火温度高20~30℃），并经650℃高温回火。
将其内孔直径涨大量控制在8~10mm以内，较为理想。
以后按正常的工序，经过渗碳降温空冷，然后进行（820±10）℃均温后，淬入170℃的硝盐浴中冷却，再经210℃两次回火，其齿顶圆直径仅比渗碳淬火前涨大2mm左右，满足了预期的涨大量，并且齿圈的圆度、上下锥度等均满足要求。
（2）工艺要点严格控制调质时的淬火温度，如果温度太低，则不能很好地起到减少涨大畸变的作用；反之，温度太高，则渗碳淬火后的齿顶圆尺寸可能产生收缩，因此需要进行试验。
2.改进热处理工艺减小三轮车从动齿圈热处理畸变三轮车变速箱从动齿圈（见图1），材料20CrMnTi钢，热处理技术要求：碳氮共渗的深层0.6~1.0mm，齿面与心部硬度分别为58~64HRC和35~48HRC，螺纹孔与单链槽位置度公差为0.05mm。
浅析渗碳淬火齿轮的变形与控制
分 的均匀 性不是 很好 ，淬火后 应力 不 均 ，变 形无 规 艺 ，是 减小 与 防止 零 件热 处理变形 的有效 措施 。正 律 。现 国 内 一 般 要 求 将 淬 透 性 带 宽 控 制 在 ≤ 火 的质 量要 求 ，主要 是针 对硬度 与组 织 。普通 正火 ｌ ＨＲ ｌ Ｃ，国外 高标 准要 求 为 ３ Ｃ 国 内钢材 质量 工艺 ，有些 难 以克服 的不 足 ，如带 状 组织 和混 晶组 ＨＲ 。 近年来 虽 提高很 快 ，但 在 “ 三性 ” 的控 制方 面与 国 织难 以消 除 ；受设 备炉 温 均匀性 和生 产方式 、装 护 外先进 水平 差距 还 较大 ，成 分 的波 动 范 围 也较 宽 ， 方式 、能耗 等的 限制 ，工件 的硬度 也很 难均 匀 ；对 对渗 碳淬 火变形 的控制 难度 自然更 大 ，因此提 高齿 于某些 材料 ，由于冷却 速度 难以控 制 ，正火后 还会
脆性 断裂 。
可见 优化锻 造工艺 ，对改 善材料 的组织 、减小
４ 正 火 工 艺 的 影 响 与 控 制 ．
淬 火后 不仅变 形更 大 ，而且 在使 用过 程 中容易产 生 渗碳 淬火 后变形 十分重要 。 淬透 性带 的宽 度越 窄越好 。带宽太 大 ，说 明成 正 火是 渗 碳 之 前 的 一 种 常 规 的 预 先 热 处 理 工
控 制 在 ≤ ２ ０级 。 ， ２ 零 件 设 计 的 影 响 与 控 ｛ ． 目 Ｉ
为 了减 少 变 形 ，零 件 设计 时 应尽 量避 免 尖 角 、 薄 壁 、台阶 等结 构 。对 零 件 中那 些 不 可 缺少 的孔 、
均匀性 包 括 成 分 、组 织 和 缺 陷分 布的 均 匀性 。 槽 、筋等要 素 ，则应 力求 分布 对称 与均匀 。在 截面
齿轮的热处理畸变与控制
测试与分析齿轮的热处理畸变与控制曹 芬,黄根良(江苏大学材料科学与工程学院,江苏镇江 212013)摘要:通过大量的试验研究和长期的生产实践,探讨了齿轮在高频淬火和渗碳淬火后的畸变规律,并提出了相应的减少畸变的措施。
生产实践表明,采取这些措施后,能有效地控制齿轮畸变,解决生产中的关键问题。
关键词:齿轮;热处理;畸变与控制中图分类号:TG157 文献标识码:B 文章编号:0254 6051(2002)11 0051 03Heat Treatment Distortion of G ears and Its Control MeasuresCAO Fen,HUANG Gen liang(School of Materials Science &Engineering,University of Jiangsu,Zhenjiang Jiangsu 212013,China)Abstract:The distortion rule of gears after high frequency quenching or carburizing and quenching has been stud ied through a great deal of tests and production practice.T he proper m easures to reduce the distortion have been presented.It is indicated that the distortion of gear can be controlled effectively by using these methods and the main questions in production w ill be solved.Key words:g ear;heat treatment;distortion and control作者简介:曹 芬(1968 ),女,江苏如皋人,讲师,硕士,主要从事金属热处理工艺研究及开发,已发表论文2篇。
渗碳齿轮带内花键变形控制方式讨论
20Cr2Ni4钢为高强度合金渗碳钢，有良好的综合力学性能，其淬透性、强韧性均超过12CrMi3钢。
该钢锻造性能良好，锻造加热温度为1200℃，始锻温度1150℃，终锻温度大于850℃，锻后缓冷。
20Cr2Ni4钢如在锻后出现晶粒粗大时，即使经正火及随后渗碳加热，在淬火后仍将得到粗大的马氏体组织。
用途用作强度要求较高的渗碳及调质结构件。
常用于制造中小型汽车、拖拉机的发动机和传动系统中的齿轮，也可代替12CrNi3钢制造要求心部性能较高的渗碳件、氰化件，如石油钻探和冶金露天矿用的牙爪和牙轮体。
物理性能化学成份碳 C ：0.17～0.23硅Si：0.17～0.37锰Mn：0.30～0.60硫S ：允许残余含量≤0.035磷P ：允许残余含量≤0.035铬Cr：1.25～1.65镍Ni：3.25～3.65铜Cu：允许残余含量≤0.030力学性能抗拉强度σb (MPa)：≥1175(120)屈服强度σs (MPa)：≥1080(110)伸长率δ5 (％)：≥10断面收缩率ψ (％)：≥45冲击功Akv (J)：≥63冲击韧性值αkv (J/cm2)：≥78(8)硬度：≤269HB试样尺寸：试样毛坯尺寸为15mm热处理规范及金相组织热处理规范：淬火:第一次880℃,第二次780℃,油冷;回火200℃,水冷、空冷。
热处理工艺：20Cr2Ni4钢相变点为：Ac1 720℃、Ac3 780℃、Ar1 575℃、Ar3 660℃、Ms 305℃。
渗碳齿轮的热处理变形热处理变形直接影响到齿轮的精度、强度、噪声和寿命，即使在渗碳热处理后加上磨齿工序，变形仍然要降低齿轮的精度等级。
影响渗碳热处理变形的因素较多，只有控制各方面的因素才能将变形控制到较小程度。
控制齿轮变形也必须在制造齿轮的全过程中设法去解决。
(1)齿轮材料冶金因素对变形的影响试验表明，钢的淬透性越高．变形越大。
当心部硬度高于40HRC时，变形会明显增大。
因此，对钢的淬透性带有一定的要求，淬透性带越窄．则变形越稳定，要钢厂提供“低、稳变形”钢材。
如何选用淬火油控制渗碳齿轮变形
第１期
王培忠等：如何选用淬火油控制渗碳齿轮变形
原使用等温分级淬火油与ＫＫ２２８Ｃ冷却性能对 比如图４所示，可看出ＫＲ２２８Ｃ的特性温度和最大 冷速比原淬火油要高很多，意味着ＫＲ２２８Ｃ的中高 温冷却能力要强，工件的淬硬层相对要深。但 ＫＲ２２８Ｃ的低温冷速要比原淬火油快，淬火冷却过程 中组织应力相对会大一些。
一、较高的特性温度和高温冷速，保证均匀一致的淬 硬层，同时增加淬火时的热应力；二、较低的低温冷 速，降低组织转变时的组织应力。
图２几种典型的变截面齿轮［２·３】 Ｆｉｇ．２ Ｓｅｖｅｒａｌ ｔｙｐｉｅ．ａｌ ｖａｒｉａｂｌｅ ｅｍｓｓ－ｓｅｃｆｉｏｎ ｇｅａｒ［２·３】
根据笔者相关技术经验，建议渗碳齿轮选用的 淬火油需要具备以下基本性能：
１０
１５
测量个数
图６不同油品内花键变形对比 Ｆｉｇ．６ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｄ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｓｐｌｉｎｅ ｄｄｏｒｍａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｏｉｌ
图４ ＫＲ２２８Ｃ与原淬火油冷却特性对比 Ｆｉｇ．４ Ｃｏｏｌｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｄｓｔｉｃ ０ｆ ＫＲ２２８Ｃ ａｎｄ ｏｒｉｇｉｎａｌ ｑｕｅｎｃｈ ｏｉｌ
——１６淬火油 ７９‰在５９６℃ ∈……‘２３ＫＲ２２８Ｃ ９５‰在６２５℃
Ｘ、；
淬火试验：
厂簪骖逸’～。．、．．慕＝：
品，分别测量热前、热后的大端和小端的尺寸，然后
算出大端和小端各自的收缩量，最后得出最终的锥
度变形，试验状况如表ｌ、图６所示。
ｔ淬火油１
…·ＫＲ２２８ＣＩ 一＿▲·ＫＲ４６８Ｃ１
０
５
若齿形齿向变形有规律。掌握并能够将其变形 控制在较小的范围之内，使其有重复性、稳定性，那 么通过冷热加工工艺配合，是可以满足齿轮的技术 质量要求的。但是由于淬火油的这种“不确定性” （暂不考虑其它因素影响），使产品变形的散差较大 （非正态分布），产生部分产品变形超差以致报废。 对于齿形齿向的变形，在保证有效硬化层的前提下， 应该选用特性温度高，粘度尽量大的油品。采用等 温分级淬火油对于控制这种类型的变形很有效，若 同时辅助以较强烈的搅拌，可有效抑制这种“不确定 性”，使其变形能够得到有效控制。 ．
试论20CrMnTi齿轮渗碳淬火变形的影响因素与处理技术措施
试论20CrMnTi齿轮渗碳淬火变形的影响因素与处理技术措施作者：张江学李虎来源：《城市建设理论研究》2012年第01期摘要:本文通过对齿轮渗碳淬火后的变形情况做点研究, 并找出了影响20CrMnTi齿轮渗碳淬火变形的因素, 最后提出齿轮渗碳淬火变形的处理技术措施。
关键词:汽车齿轮；热处理；变形因素；处理措施0前言对于热处理变形的产生,至今尚没有用来分析和解决实际工件热处理变形的系统而实用的方法。
因此,一方面,应加强理论研究,正确地模拟齿轮的热处理变形过程,分析各种因素的影响机理,为解决变形问题提供理论依据。
另一方面,各厂应根据自己的实际情况,有针对性地摸索出各种因素对齿轮变形的影响规律,有效地减少齿轮的热处理变形。
所选择的加工工艺哪些是影响齿轮热处理的重要指标,如何将这些指标纳入控制系统,这是一个系统工程。
我们研究的特点就是将热处理变形问题与生产的各个环节相联系,期望通过研究,建立起对生产过程系统变形控制的方法,全方位解决热处理变形问题。
1实验材料及方案本次实验使用20CrMnTi钢,化学成分如表1。
表120CrMnTi钢化学成分(质量分数%)钢号 C Si Mn Cr Ti20CrMnTi 0.20 0.18 1.0 1.1 0.08这种钢是国内使用最普遍的渗碳钢,油淬临界直径为10～30mm,经渗碳热处理后具有耐磨的表面与强韧的心部,并具有较高的低温冲击韧度。
钢在加热时过热敏感性小,渗碳速度快,过渡层均匀,渗碳后可以降温直接淬火,淬火变形小。
此钢可与20MnVB等钢互相替代。
试验设备为气体渗碳炉、回火炉、数控车床等。
2渗碳工艺的确定2.1渗碳过程渗碳是机械制造工业中应用最广泛的一种表面热处理工艺,是将钢制工件放在含碳介质中加热到高温,以增加工件表层含碳量的化学热处理工艺。
渗碳过程中包括分解、吸收和扩散三个基本过程。
2.2渗碳温度渗碳温度对渗碳过程及结果有如下几方面的影响:①影响渗碳速度,提高温度可显著加速扩散过程,加速渗碳速度,缩短渗碳时间;②影响渗碳层的碳浓度,表层含碳量并非越高越好,一般控制在0.8%～1.1%之间比较理想;③温度过高,容易引起钢的晶粒长大,降低韧性,零件翘曲变形的可能性增加;④如果采用渗碳后直接淬火工艺,渗碳温度的升高容易导致渗层中残余奥氏体量增加及渗碳温度冷到淬火温度的时间相应延长;综合考虑了以上各种影响后,多数选择900～950℃渗碳,以920～930℃用得最多(表2)。
汽车同步器齿轮淬火变形问题分析
汽车同步器齿轮淬火变形问题分析某公司生产的同步器齿轮由20CrMnTi碳氮共渗淬火而成，由于淬火后变形较大，尤其是椭圆度超差在诸多变形中最为严重。
其中两个产品170F01齿套椭圆度超差占总数的30%，7A五齿套椭圆度超差的占总数的20%左右。
为解决椭圆度超差不得不采用压淬处理，浪费大量的人力、物力。
为解决淬火后椭圆度超差变形问题，我们对产生变形的原因从原材料、热处理工艺、设备情况几方面进行了分析。
1.对原材料检验（1）项目包括化学成分、硬度、低倍组织、带状组织、晶粒度、非金属夹杂物等各项。
检验结果表明：化学成分、硬度、低倍组织、非金属夹杂物都在国标和图样要求的合格范围。
而带状组织比较严重，已经达到3级，晶粒如图1所示有混晶现象（图样要求不大于2级，最好是1级或0级）。
（2）分析：严重的带状组织，是由成分的微观不均匀引起的，带状组织使材料产生各向异性，使淬火变形增大。
混晶也是一种组织不均匀现象，其成因同样与偏析有关，对变形影响也很大，此二项必须严格控制，级别越小越好。
2.重新验证对热处理工艺的合理性进行了重新验证，发现有些产品的渗层深度控制的不合理，如7A三四档（见图2a）及五档齿套（见图2b）渗层要求0.4~0.7mm，结果实际深度平均值达到0.6~0.8mm。
其原因是渗碳时间过长，原工艺为860℃X220min，强渗；860℃X70min，扩散，然后将温度降低到815℃X30min，淬火。
分析：经过大量的试验及理论分析后得知，强渗及扩散温度合适，而强渗时间过长，导致渗层深度过深。
由于齿套的有效厚度只有2.5mm左右，而原来渗层单边0.8mm，两边加起来就是1.6mm，几乎就要淬透，整个截面硬度很高，热处理应力很大，从而使淬火变形增大，最终使椭圆变形超差。
3.热处理设备情况（1）淬火油内的残渣及氧化皮和污泥由于长期没有清理，导致大量存在，这些残渣一般沉到底部，会降低淬火油的流动性，造成淬火时各部位冷却不均，增大淬火变形。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
·５ ３ ·
在技术要求之内，但是孔径却随之增大；而选择与 齿套孔径一样的尺寸（φ ６６．３ｍｍ），则通过加热冷 却，其孔径不仅缩小，而且内花键尺寸也超差。所 以只有根据零件材料的膨胀系数，零件形状及热处 理状态等因素确定淬火芯轴的尺寸（φ ６６．３５ｍｍ）， 进行批量生产。 ３ 单、双齿套生产性试验结果 ３．１试验工艺
１．２工艺试验 １．２．１工艺
多用炉渗碳—空冷或油淬。再转底炉加热—压 机油淬。 １．２．２项目
碳势影响； 渗碳后，冷却方式及冷却温度的影 响；淬火芯轴的影响。 １．３试样
为了保证试验的真实性，试样直接用ＴＬ４２２１的 三 ／ 四档齿套零件，见图 １。试样数量 ５～１０ 个放置 于料架的不同部位（近似于 ５ 点或 ９ 点法）。
收稿日期： ２００４ －１１ －１５ 作者简介： 俞韵琦（１９６１．１０－），女，上海人，１９８８年大学本科毕业，工程师２ ·
《热处理》 ２００５ 年第 ２０ 卷第 ３ 期
图 １ 齿套简图 Ｆｉｇ．１ Ｓｋｅｔｃｈ ｏｆ ｇｅａｒ ｓｌｅｅｖｅ
１．４试验及检测设备 １．４．１试验设备：ＩＰＳＥＮ－１０＃多用炉；ＩＰＳＥＮ转底炉； ＨＥＥＳＳ 压机。 １．４．２ 检测设备：ＸＪＣ－０２Ａ 金相显微镜；ＨＸＤ－１０００ 显 微硬度计；测量齿套 Ｍ 值的专用检具 ＵＣ５００。 １．５试验用的冷却介质
在热处理的渗碳淬火工艺中，冷却介质的选用 有其十分重要的意义。采用寿命长，冷速稳定，无 需添加剂的冷却介质无疑是控制零件畸变必不可少 的条件。使用“ＨＯＵＧＨＴＯＮ”的 Ｇ 油无疑是冷却介 质的最佳选择，也是本文工艺试验的基础。 ２ 齿套畸变的试验结果 ２．１碳势对畸变的影响
齿套渗碳后，自 ８８０℃空冷后分别进行两种碳 势试验，即 ０．８３％Ｃ 和 ０．９９％Ｃ。
１８０
８６０
双齿套
３．５
１２０
１８０
８６０
３．４ 单齿套、双齿套有效硬化层见图 ７。
图 ７ 单齿套、双齿套有效硬化层 （技术要求： ０．３ｍｍ～ ０．５ｍｍ）
Ｆｉｇ．７ Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｈａｒｄｅｎｅｄ ｚｏｎｅ ｏｆ ｓｉｎｇｌｅ ａｎｄ ｄｏｕｂｌｅ ｇｅａｒ ｓｌｅｅｖｅｓ
３．５ 单齿套、双齿套内花键 Ｍ 值见图 ８。
齿套渗碳后，我们进行了在 ０．９９Ｃ％碳势下， ８８０℃渗碳，然后空冷；８８０℃渗碳，８５０℃空冷；８８０ ℃渗碳，８００℃油淬。齿套的花键尺寸变化见图 ３。
图 ４ 单、双齿套不同淬火芯轴对其畸变的影响 Ｆｉｇ．４ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ ｍａｎｄｒｅｌ ｓｉｚｅ ｏｎ ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ｏｆ
图 ２ 碳势对齿套畸变的影响 Ｆｉｇ．２ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｏｎ ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ｏｆ ｇｅａｒ
ｓｌｅｅｖｅ
从图 ２可以看出，碳势为 ０．８３％Ｃ，其内孔增大， 这是由于热应力大于组织应力所致。而碳势 ０．９９％ Ｃ，含碳量高，内孔缩小，是由于组织应力大于热应 力造成的。因此，扩大孔径可采用较低的碳势。 ２．２渗碳后，冷却方式及冷却温度对齿套畸变的影响
水
水
油
水
５００
水
５４０
水
５４０
冷却 介质
空 水 水
力学性能
试验工艺参数见表 １。
表 １ 单、双齿套试验工艺参数 Ｔａｂｌｅ １ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｔｅｓｔｉｎｇ ｆｏｒ ｂｏｔｈ ｓｉｎｇｌｅ ＆ ｄｏｕｂｌｅ ｇｅａｒ ｓｌｅｅｖｅｓ
工艺 喷油量 喷油时间 加热节拍 加热温度
参数
（Ｎ）
（Ｓ）
（Ｓ）
（℃）
单齿套
２．４
１２０
度、延长钢的回火保温时间、增加回火次数以及采
表 ２ 几种不同的热处理工艺及其得到的力学性能 Ｔａｂｌｅ ２ Ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｆｏｒ ３５ＣｒＮｉ３ＷＡ ｓｔｅｅｌ ａｎｄ ｉｔｓ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｆｔｅｒ ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｉｎｇ
淬火 温度℃
ＹＵ Ｙｕｎ－ｑｉ （Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｔｈｉｒｄ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｇｅａｒ Ｆａｃｔｏｒｙ， Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００１８２）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｂｏｔｈ ｃａｒｂｕｒｉｚｉｎｇ ａｎｄ ｐｒｅｓｓ ｈａｒｄｅｎｉｎｇ ｏｆ ＭＱ２００ ｇｅａｒ ｓｌｅｅｖｅ ｆｏｒ ＰＯＬＯ ｃａｒ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ． Ｔｈｅ Ｆａｃｔｏｒｓ ａｆｆｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｅｓｓ ｈａｒｄｅｎｉｎｇ ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｒｂｕｒｉｚｅｄ ｇｅａｒ ｓｌｅｅｖｅ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ． Ｔｈｅ ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｇｅａｒ ｓｌｅｅｖｅ ｃａｎ ｂｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ， ｃｏｏｌｉｎｇ ｓｃｈｅｄｕｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｇｅａｒ ｓｌｅｅｖｅ ａｆｔｅｒ ｃａｒｂｕｒｉｚｉｎｇ， ｃｏｏｌｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ， ｓｉｚｅ ｏｆ ｐｒｅｓｓ ｈａｒｄｅｎｉｎｇ ｍａｎｄｒａｌ ａｎｄ ｓｏ ｏｎ． Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ， ｐｒｅｓｓ ｈａｒｄｅｎｉｎｇ ｏｆ ｄｏｕｂｌｅ ｇａｖｅ ｓｌｅｅｖｅ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｐｒｅｓｓ ｈａｒｄｅｎｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｄｏｕｂｌｅ ｇｅａｒ ｓｌｅｅｖｅ ｃａｎ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｄｅｍａｎｄ ｆｏｒ ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ａｓ ｓｉｎｇｌｅ ｇｅａｒ ｓｌｅｅｖｅ ｔｈｒｏｕｇｈ ｐｒｏｐｅｒ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ｏｆ ｂｏｔｈ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｅｓｓ ａｎｄ ｍａｎｄｒｅｌ ｓｈａｐｅ， ａｎｄ ａｓ ａ ｒｅｓｕｌｔ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｅｓｓ ｗｉｌｌ ｂｅ ｒａｉｓｅｄ， Ｕｎｑｕａｌｉｆｉｅｄ ｇｅａｒ ｓｌｅｅｖｅ ｗｉｔｈ Ｍ ｖａｌｕｅ ｂｉｇｇｅｒ ｔｈａｎ ０．３ｍｍ ｗｉｌｌ ａｔｔａｉｎ Ｍ ｖａｌｕｅ ｏｆ ≤ ０．０４ｍｍ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｅｓｓ ｈａｒｄｅｎｉｎｇ， ｔｈｕｓ ｅｘｔｅｎｄｉｎｇ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｅｓｓ ｈａｒｄｅｎｉｎｇ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ： ｇｅａｒ ｓｌｅｅｖｅ； ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ； ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ ｍａｎｄｒｅｌ； ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ
图 ６ 单齿套、双齿套硬度值（技术要求： 表面硬度≥ ６８０ ＨＶ１０）
Ｆｉｇ．６ Ｈａｒｄｎｅｓｓ ｏｆ ｓｉｎｇｌｅ ａｎｄ ｄｏｕｂｌｅ ｇｅａｒ ｓｌｅｅｖｅｓ
图 ９ Ｍ 值畸变约在 ０．３ｍｍ 的齿套重新加热压淬后的尺寸 变化
Ｆｉｇ．９ Ｓｉｚｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｇｅａｒ ｓｌｅｅｖｅｓ ｗｉｔｈ Ｍ ｖａｌｕｅ ｏｆ ａｂｏｕｔ ０．３ｍｍ ａｆｔｅｒ ｒｅｈｅａｔｉｎｇ ａｎｄ ｐｒｅｓｓ ｈａｒｄｅｎｉｎｇ
３．２淬火芯轴见图５。
图 ５ 单、双齿套淬火芯轴 Ｆｉｇ。５ Ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ ｍａｎｄｒｅｌｓ ｆｏｒ ｓｉｎｇｌｅ ａｎｄ ｄｏｕｂｌｅ ｇｅａｒ
ｓｌｅｅｖｅｓ
３．３ 单齿套、双齿套硬度值见图 ６。
图 ８ 单齿套、双齿套内花键 Ｍ 值 （技术要求： ６３．１０９ｍｍ ～６３．２００ｍｍ）
Ｆｉｇ．８ Ｍ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｉｎｎｅｒ ｓｐｌｉｎｅ ｉｎ ｓｉｎｇｌｅ ａｎｄ ｄｏｕｂｌｅ ｇｅａｒ ｓｌｅｅｖｅｓ
其试验数据见图 ２（未淬火）。
图 ３ 渗碳后冷却方式及冷却温度对齿套畸变的影响 Ｆｉｇ．３ Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ｏｆ ｇｅａｒ ｓｌｅｅｖｅｓ ｃｏｏｌｅｄ ｆｒｏｍ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ ａｎｄ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍｅｄｉｕｍｓ ａｆｔｅｒ ｃａｒｂｕｒｚｉｎｇ
从图３可以看出： （１） ８５０℃空冷，其零件的内花键尺寸是胀大的，这 说明８５０℃空冷，其应力变化是热应力为主，使其尺寸 等于或大于原始尺寸。 （２） ８８０℃空冷，其零件的内花键尺寸缩小．其应力 是组织应力为主。 （３） ８００℃油淬，其内花键尺寸既有胀又有缩。 由此可见，扩大孔径的第二种方法，是在渗碳 后从较低的温度空冷。 ２．３淬火芯轴对畸变的影响 按８９０℃渗碳、０．９９Ｃ％渗碳碳势、８５０℃淬火工 艺，我们又进行了不同的淬火芯轴尺寸（φ６６．４ｍｍ， φ ６６．３５ｍｍ，φ ６６．３ｍｍ）对齿套畸变的影响的试验， 其试验结果见图 ４。
８４０ ８４０ ８４０ ８４０ ８４０ ８４０ ８４０ ８６０
冷却 介质 水 水 水 水 水 水 水 油
热处理工艺
一次 回火℃
５５０ ５５０ ５５０ ５６０ ５６０ ５５０ ５４０ ５４０
冷却 介质
油 水 水 水 油 水 水 水
二次 回火℃
５５０ ５６０ ５６０ ５５０ ５４０ ５４０
冷却 三次 介质 回火℃
关键词： 齿套；畸变；淬火芯轴；热处理工艺 中国分类号： ＴＧ１５６．８＋１， ＴＧ１５６．３ 文献标识码： Ｂ 文章编号： １００８－１６９０（２００５）０３－００５２－００４
Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ｏｆ ｃａｒｂｕｒｉｚｅｄ ｃａｒ ｇｅａｒ ｓｌｅｅｖｅ
从以上试验数据可知，适当调整压机工艺参数 和芯轴形状，双齿套的压淬也能达到技术要求，从 而提高了淬火压机的工作效率。 ４ 返修齿套试验结果
在生产过程中，有些齿套是渗碳后直接淬火的， 这就不可避免产生由于其它热处理因素所引起的畸 变，３０００ 只 Ｍ 值不合格齿套畸变约在 ０．３ｍｍ（Ｍ 值 技术要求：≤ ０．０８ｍｍ）。通过重新加热压淬达到了 １００％ 合格率。图 ９ 是畸变齿套返修前后 Ｍ 值的变化。