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1、目錄1. 緒論┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄31.1 引言┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄31.2 20CrMnTi 鋼的基本性質(zhì)┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄41.2.1 鋼的化學(xué)成分和力學(xué)性能┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄41.2.2 合金元素的作用┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄51.2.3 淬透性┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄51.3 解放牌汽車(chē)變速箱變速齒輪的熱處理工藝設(shè)計(jì)┄┄┄┄┄┄┄51.3.1 服役條件┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄61.3.2 失效形式┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄61
2、.3.3 性能要求┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄72. 20CrMnTi 鋼變速齒輪生產(chǎn)工藝路線(xiàn)及分析┄┄┄┄┄┄┄┄┄92.120CrMnTi 鋼變速齒輪生產(chǎn)工藝路線(xiàn)┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄92.2 各種加工工藝路線(xiàn)的分析┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄92.2.1 等溫正火┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄92.2.2 滲碳淬火回火┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄92.2.3 噴丸┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄112.2.4 檢驗(yàn)┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄113. 各種熱處理后的金相組織分析┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄1
3、23.1 20CrMnTi 等溫正火后金相組織┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄123.2 20CrMnTi 淬火、回火處理金相組織┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄134. 熱處理工藝過(guò)程中的質(zhì)量檢驗(yàn)項(xiàng)目┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄154.1 滲碳淬火后齒輪的檢驗(yàn)項(xiàng)目、內(nèi)容和要求┄┄┄┄┄┄┄┄┄154.2 滲碳齒輪的常見(jiàn)缺陷及防止措施┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄165. 質(zhì)量控制與檢驗(yàn)方法┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄195.1 隨爐試樣檢驗(yàn)┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄195.2 齒輪熱處理質(zhì)量檢驗(yàn)┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄22總結(jié)┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄
4、┄24致謝┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄25參考文獻(xiàn)┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄26 1. 緒 論1.1 引言 熱處理工藝是金屬材料工程的重要組成部分?，F(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展對(duì)機(jī)械零部件的要求愈來(lái)愈高，因此通過(guò)熱處理可以改變材料的加工工藝性能，充分發(fā)揮材料的潛力，提高工件的使用壽命。熱處理不僅對(duì)鍛造機(jī)械加工的順利進(jìn)行和保證加工效果起著重要作用，而且在改善或消除加工后缺陷，提高工件的使用壽命等方面起著重要作用。為獲得理想組織性能，保證零件在生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量穩(wěn)定性和使用壽命，就必須從工件的特點(diǎn)、要求和技術(shù)條件，認(rèn)真分析產(chǎn)品在使用過(guò)程中的受力狀況和可能的失效
5、形式，正確選擇材料；再根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模、現(xiàn)場(chǎng)條件、熱處理設(shè)備提出幾種可行的熱處理方案，最后根據(jù)其經(jīng)濟(jì)性、方便性、質(zhì)量穩(wěn)定和便于管理、降低成本等因素，確定出一種最佳方案。 本設(shè)計(jì)便是對(duì) 20CrMnTi 解放牌載重汽車(chē)變速箱變速齒輪熱處理工藝進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，從選材下料到熱處理工藝路線(xiàn)，以及最后的質(zhì)量檢驗(yàn)、可能產(chǎn)生的缺陷及預(yù)防措施等，都進(jìn)行逐一分析和講解，盡可能的將整個(gè)過(guò)程詳盡的展現(xiàn)出來(lái)，從而對(duì)大家有所幫助。1.2 20CrMnTi 鋼的基本性質(zhì) 20CrMnTi 齒輪鋼是為含碳量為 0.17-0.24的低碳鋼。汽車(chē)上多用其制造傳動(dòng)齒輪，是中淬透性滲碳鋼中 CrMnTi 鋼其淬透性較高在保證淬透情況下
6、具有較高的強(qiáng)度和韌性特別是具有較高的低溫沖擊韌性，其焊接性中等，正火后可切削性良好。用于制造截面＜30 mm 的承受高速、中等或重載荷、沖擊及摩擦的重要零件，如齒輪、齒圈、齒輪軸十字等。20CrMnTi 表面滲碳硬化處理用鋼。良好的加工性特加工變形微小抗疲勞性能相好。1.2.1 鋼的化學(xué)成分和力學(xué)性能 表 1-1 鋼的化學(xué)成份碳 C：0.17～0.23 硅 Si：0.17～0.37錳 Mn：0.80～1.10 硫 S:允許殘留含量≤0.035磷 P: 允許殘留含量≤0.035 鉻 Cr:1.00～1.30鎳 Ni: 允許殘留含量≤0.035 銅 Cu：允許殘留含量≤0.035鈦 Ti:0.04
7、～0.10 表 1-2 鋼的力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度 σ bMPa ≥1080110屈服強(qiáng)度 σ sMPa ≥83585伸長(zhǎng)率 δ 5％ ≥10斷面收縮率 ψ％ ≥45沖擊功 AkvJ ≥55沖擊韌性值 α kvJ/cm2 ≥697硬度 ≤217HB1.2.2 含碳量及合金元素的作用 20CrMnTi 齒輪鋼是為含碳量為 0.17-0.24的低碳鋼。根據(jù)該齒輪的工作特點(diǎn)，結(jié)合其使用要求，應(yīng)選用低合金滲碳鋼，一是含有較多的合金元素，確保了滲碳后淬透性，減少齒輪的 變形量。二是齒輪基體的強(qiáng)度和韌性得到了保障，能夠滿(mǎn)足齒輪的工作需要。含碳量低可使齒輪心部具有良好的韌性。 合金元素鉻和錳的存在提高了淬透性，心
8、部得到低碳馬氏體組織，增強(qiáng)了鋼的強(qiáng)度；而鉻元素還有促進(jìn)滲碳、提高滲碳速度的作用；錳具有減弱滲碳時(shí)表面含碳量過(guò)高的作用；而鈦?zhàn)柚咕Я５拈L(zhǎng)大，提高軸承鋼的強(qiáng)度和韌性。1.2.3 淬透性 淬透性的波動(dòng)范圍直接影響到齒輪的產(chǎn)品質(zhì)量。淬透性過(guò)低，則制成的齒輪滲碳淬火后，心部硬度低于技術(shù)條件規(guī)定的數(shù)值，疲勞試驗(yàn)時(shí)，齒輪的疲勞壽命降低；若淬透性過(guò)高，則齒輪滲碳淬火后，內(nèi)孔收縮量過(guò)大而影響齒輪裝配。 在 20CrMnTi 鋼中，碳、錳元素顯著增強(qiáng)其淬透性，鉻元素則影響不大，鈦元素對(duì)淬透性的影響有兩個(gè)方面：當(dāng) Ti＜0.07％時(shí)，提高淬透性；Ti＜0.07％時(shí)，則降低鋼的淬透性。1.3 解放牌汽車(chē)變速箱變速齒輪
9、的熱處理工藝設(shè)計(jì) 齒輪是機(jī)械設(shè)備及汽車(chē)中的重要零件，變速箱齒輪為汽車(chē)、拖拉機(jī)等發(fā)動(dòng)機(jī)的重要部件，用于改變發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸和傳動(dòng)軸的速度比。故齒面在較高的載荷沖擊載荷和交 變載荷等下工作，因此磨損快。在工作過(guò)程中，通過(guò)齒面的接觸 傳遞動(dòng)力，兩齒面在相對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，既有滾動(dòng)也有滑動(dòng)，存在較大的壓應(yīng)力和摩擦力，經(jīng)常換擋使齒端部受到?jīng)_擊。要求變速箱齒輪具有高的抗彎強(qiáng)度、接觸疲勞強(qiáng)度和良好的耐磨性，心部有足夠的強(qiáng)度和沖擊韌性。齒輪在傳遞力及改變速度的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中嚙合齒面之間既有滾動(dòng)，又有滑動(dòng)而且齒面還受到脈動(dòng)或交變彎曲應(yīng)力的作用。1.3.1 服役條件 A 汽車(chē)齒輪的工作條件比機(jī)床要繁重得多，它們經(jīng)常在較高的載荷
10、下工作磨損亦較大。 B 在汽車(chē)運(yùn)行中由于齒根受著突然變載的沖擊載荷以及周期變動(dòng)的彎曲載荷，會(huì)造成輪齒的脆性斷裂或彎曲疲勞破壞。 C 輪齒的工作面承受著較大的壓應(yīng)力及摩擦力，會(huì)造成麻點(diǎn)、接觸疲勞破壞及深層剝落，由于經(jīng)常換檔，齒的端部經(jīng)常受到?jīng)_擊，也會(huì)造成輪齒的端部破壞。 因此在耐磨性、疲勞強(qiáng)度、心部強(qiáng)度和沖擊韌性等方面的要求均比機(jī)床齒輪高。1.3.2 失效形式（1）疲勞斷裂 齒輪在交變應(yīng)力和摩擦力的長(zhǎng)期作用下，導(dǎo)致齒輪點(diǎn)面接疲勞斷裂。其產(chǎn)生是由于當(dāng)齒輪受到彎曲應(yīng)力超過(guò)其持久極限就出現(xiàn)疲勞破壞而超過(guò)材料抗彎強(qiáng)度時(shí)，就造成斷裂失效；（2）表面損傷 a 點(diǎn)蝕：是閉式齒輪傳動(dòng)中最常見(jiàn)的損壞形式，點(diǎn)蝕進(jìn)一
11、步發(fā)展，表現(xiàn)為蝕坑至斷裂 b 硬化層剝落：由于硬化層以下的過(guò)渡區(qū)金屬在高接觸應(yīng)力作用下產(chǎn)生塑性變形，使表面壓應(yīng)力降低，形成裂紋造成碳化層剝落；3磨損失效 a 摩擦磨損：汽車(chē)、拖拉機(jī)上變速齒輪屬于主載荷齒輪，受力比較大，摩擦產(chǎn)生熱量較大，齒面因軟化而造成塑性變形，在齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)粘結(jié)而后又被撕裂，造成齒面摩擦磨損失效 b 磨粒磨損：外來(lái)質(zhì)點(diǎn)進(jìn)入相互嚙合的齒面間，使齒面產(chǎn)生機(jī)械擦傷和磨損，比正常磨損的速度來(lái)得更快。 另外，齒輪除上述失效形式外，還有在換檔時(shí)，齒端相互撞擊，而造成的齒端磨損，或因換檔過(guò)猛或過(guò)載造成斷裂以及齒面塑性變形，崩角等失效形式。1.3.3 性能要求 根據(jù)變速齒輪服役條件及失效形式，
12、對(duì)齒輪的性能作如下要求： （1）有較高的彎曲疲勞強(qiáng)度； （2）表面有高的硬度和耐磨性； （3）具有高接觸疲勞抗力； （4）足夠的塑性和韌性； （5）高的淬透性。 由于傳遞扭矩，齒根要承受較大的彎曲應(yīng)力和交變應(yīng)力由于傳遞扭矩，齒根要承受較大的彎曲應(yīng)力和交變應(yīng)力?虼艘蟊礱娓哂捕?、高耐磨性：齿面硬?58-64HRC ，心部硬度 30-45HRC。 由于變速箱齒輪轉(zhuǎn)速變化范圍廣，齒輪表面承受較大的接觸應(yīng)力，并在高速下承受強(qiáng)烈的磨擦力 輪齒在交變應(yīng)力的作用下，長(zhǎng)時(shí)間工作可能發(fā)生疲勞斷裂 齒面在強(qiáng)磨擦作用下可能發(fā)生磨損和點(diǎn)蝕現(xiàn)象因此要求齒面有高的接觸疲勞強(qiáng)度。 由于工作時(shí)不斷換檔，輪齒之間經(jīng)常要承受換
13、檔造成的沖擊與碰撞齒輪心部韌性過(guò)低時(shí)，在沖擊作用下可能發(fā)生斷裂 齒根高的彎曲 （σ強(qiáng)度 b＞1000Mpa） 因此要求齒輪心部較高強(qiáng)度、 ； （a 高韌性 k ＞ 60J/cm ）。 2. 20CrMnTi 鋼變速齒輪加工工藝路線(xiàn)及分析2.1 變速箱齒輪常用的加工工藝路線(xiàn) 下料→鍛造→等溫正火→機(jī)械加工→滲碳＋淬火＋回火→噴丸→磨削→檢驗(yàn)。2.2 各種工藝路線(xiàn)的分析2.2.1 等溫正火 鍛坯等溫正火是為消除內(nèi)應(yīng)力，改善、細(xì)化組織，為后續(xù)加做 準(zhǔn)備，便于切削加工。設(shè)備：RJX-75-9 ℃ 930～950℃ 60010℃ 2 1 空冷 t/h 圖 2-1 正火工藝曲線(xiàn)2.2.2 滲碳淬火回火a
14、滲碳：使機(jī)械零件獲得高的表面硬度，耐磨性和高的接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度。 滲碳溫度：920～950℃，保溫時(shí)間按滲碳層深度確定，取 t＝6h，滲碳層深度：1.8～1.9mm 20CrMnTi 滲碳采用井式氣體滲碳爐滲碳，滲碳?xì)怏w使用碳?xì)浠衔镉袡C(jī)液體，如煤油、丙酮等直接滴入爐內(nèi)氣體而得，為提高滲入速度，是表面達(dá)到合適的含碳量，將滲入過(guò)程分兩個(gè)過(guò)程進(jìn)行，即滲入階段和擴(kuò)散階段。b 淬火：20CrMnTi 經(jīng)滲碳后直接進(jìn)行淬火。 齒輪滲碳后可預(yù)冷到 870～880℃并保溫一段時(shí)間，預(yù)冷過(guò)程中滲碳層析出二次滲碳體，深層中殘余奧氏體量減少，預(yù)冷溫度不應(yīng)過(guò)低，以免心部游離鐵素體增多，降低心部硬度，預(yù)冷應(yīng)
15、在爐內(nèi)進(jìn)行，并應(yīng)防止表面脫碳，選擇 870℃，預(yù)冷 2h。 淬火介質(zhì)選擇 10＃機(jī)械油，因?yàn)?20CrMnTi 淬透性好，油淬臨界直徑 DO≤40mm 油淬后可減少滲碳層中殘余奧氏體，提高耐磨性和接觸疲勞強(qiáng)度而心部有較高強(qiáng)度和韌性，淬火表面硬度 HRC58～63心部HRC33～45。設(shè)備：RQ3-75-9T。 其滲碳后淬火工藝路線(xiàn)如下： 圖 2-3 滲碳淬火工藝曲線(xiàn)c 回火：淬火后，工件內(nèi)存在淬火應(yīng)力，為消除殘余應(yīng)力，選擇低溫回火。低溫回火溫度為 180～200℃，滲碳件選擇下限，回火后需經(jīng)磨削或噴丸處理，故選擇 180℃，保溫 2h 出爐空冷，其硬度 HRC56～63。顯微組織為回火馬氏體殘
16、余奧氏體。設(shè)備：RJ2-75-6。其回火工藝路線(xiàn)如下： ℃ 180～200℃ 2h 空冷 t/h 圖 2-3 回火工藝曲線(xiàn)2.2.3 噴丸處理 噴丸處理不僅是一個(gè)清潔工序，而且對(duì)齒輪的使用性能也有較大影響，但只有當(dāng)噴丸時(shí)間足夠長(zhǎng)的情況下，噴丸對(duì)齒面抗麻點(diǎn)剝落性能才會(huì)得到有利的影響，如噴丸時(shí)間較短，則由于齒面光潔度差反而使壽命降低，噴丸對(duì)齒輪彎曲疲勞性能是有利的，但應(yīng)注意使丸粒直射齒根。2.2.4 檢驗(yàn)： a. 外觀：表面無(wú)損傷、燒傷、嚴(yán)重腐蝕等缺陷； b. 滲層深度：1.8～1.9mm； c. 硬度：心部 33～45HRC，齒面 58～62HRC； d. 金相組織：馬氏體殘余奧氏體 3 各種熱
17、處理工藝后的金相組織分析3.1 20CrMnTi 等溫正火后金相組織如下所示：20CrMnTi鍛造后等溫正火處理的金相圖如下所示: 圖 3-1100 圖 3-2（500） 浸蝕方法：4硝酸酒精溶液浸蝕 組織說(shuō)明：均勻細(xì)小等軸狀的珠光體和鐵素體組織 20CrMnTi 是一種滲碳用鋼，滲碳前一般應(yīng)進(jìn)行正火處理，以細(xì)化晶粒、改善組織分布，為正常滲碳作好組織準(zhǔn)備。3.2 20CrMnTi（930℃滲碳后淬火、回火處理）金相組織如下圖所示： 20CrMnTi滲碳后淬火、回火處理金相圖 圖 3-3100 圖 3-4400 圖 3-5400 浸蝕方法：4硝酸酒精溶液浸蝕 組織說(shuō)明：圖 3-3：表面滲碳層至心
18、部組織分布形貌，回火溫度較低，表面合金 高碳馬氏體區(qū)較難浸蝕。圖 3-4：齒的節(jié)圓處滲碳層組織，針狀及隱針狀馬氏體3～4 級(jí)，殘 余奧氏體8 級(jí)，白色小條狀碳化物4～5 級(jí)。圖 3-5：齒角處滲碳層組織，基本與節(jié)圓相同，但碳化物趨網(wǎng)狀分布， 可評(píng)為 7～8 級(jí)。 4 熱處理工藝過(guò)程中的質(zhì)量檢驗(yàn)項(xiàng)目4.1 滲碳淬火后齒輪的檢驗(yàn)項(xiàng)目、內(nèi)容和要求檢驗(yàn)項(xiàng)目 檢驗(yàn)內(nèi)容及要求原材料質(zhì)量 用試樣檢查 化學(xué)成分、低倍組織、晶粒度、淬透性、帶狀組 織毛坯力學(xué)性能 用試樣檢查 檢查布氏硬度，按圖樣檢查σb、σ0.2、δ、Ψ、 Ak外觀質(zhì)量 用齒輪檢查 滲碳淬火后100％檢查表面氧化、裂紋及碰傷滲層深度 用試樣檢查
19、 按圖樣要求，從表面測(cè)到HV550深度處為有效硬化 層深度，顯微檢查滲碳總深度時(shí)，碳鋼為過(guò)共析＋共析＋1/2 過(guò)渡區(qū)；合金鋼為過(guò)共析＋共析＋全部過(guò)渡區(qū)。?參觶參?層應(yīng)占總深度為50％～70％表面硬度 用齒輪檢查 按圖樣要求，為HRC58～62心部硬度組織 用齒輪檢查 按圖樣要求，為HRC33～45 心部組織 為板條馬氏體＋少量鐵素體表面碳濃度 用試樣檢查 按圖樣要求，為0.75％～1.0％表層顯微組織 用試樣檢查 按ZB/T04 001-1988檢查，細(xì)針馬氏體＋分散細(xì)小 碳化物＋少量殘余奧氏體為佳，按標(biāo)準(zhǔn)圖，馬氏體和殘余奧氏 體1～5表面裂紋 不允許有裂紋100％磁粉探傷批量件≥5件可抽
20、查齒部磁粉探傷 模數(shù)/mm 缺陷最大尺寸/mm ≤2.5 0.8 ＞2.5～8 1.6 ＞8 2.4畸變 用齒輪檢查 按圖樣和工藝要求檢查4.2 滲碳齒輪的常見(jiàn)缺陷及防止措施缺陷名稱(chēng) 產(chǎn)生原因 防止措施毛坯硬度偏高 正火溫度偏低或保溫時(shí)間 應(yīng)重新制訂正火工藝；檢查控 不足使組織中殘留少量硬 溫儀表，校準(zhǔn)溫度，控制正火 度較高（HV≥250）的魏氏 冷卻速度 組織，正火溫度超過(guò)鋼材 晶粒顯著長(zhǎng)大的溫度毛坯硬度偏低 正火冷卻過(guò)緩 重新正火，加強(qiáng)冷卻帶狀偏析 鋼 材 合 金 元 素 和 雜 質(zhì) 偏 更換材料 析，一般正火難以消除層深不足 碳勢(shì)偏低；溫度偏低或滲 提高碳勢(shì)；檢查爐溫，調(diào)整工 期不足 藝
21、，延長(zhǎng)滲碳時(shí)間滲層過(guò)深 碳勢(shì)過(guò)高，滲碳溫度偏高； 降低碳勢(shì)；縮短周期，調(diào)整工 滲期過(guò)長(zhǎng) 藝滲層不均 爐內(nèi)各部分溫度不均；碳 齒輪表面清洗干凈；合理設(shè)計(jì) 勢(shì)不均；爐氣循環(huán)不佳； 夾具；防止齒輪相互碰撞；在 工件相互撞碰；齒面有臟 齒輪料盤(pán)上加導(dǎo)流罩，保證爐 物；滲碳時(shí)在齒面結(jié)焦 內(nèi)各部溫度均勻；嚴(yán)格控制滲 碳劑中不飽和碳?xì)浠衔镞^(guò) 共 析 ＋ 共 析 爐氣碳勢(shì)過(guò)高；強(qiáng)滲和擴(kuò) 降低碳勢(shì)；調(diào)整強(qiáng)滲與擴(kuò)散期層比例過(guò)大（大 散時(shí)間的比例選擇不當(dāng) 的比例，如果滲層深度允許，于總深度的3／ 可返修進(jìn)行擴(kuò)散處理4）過(guò) 共 析 ＋ 共 析 爐氣碳勢(shì)過(guò)低，強(qiáng)滲時(shí)間 提高爐氣碳勢(shì)；增加強(qiáng)滲時(shí)間；層比例過(guò)?。ㄐ?過(guò)短
22、 可在爐氣碳勢(shì)較高的爐中補(bǔ)滲于總深度的1／2）表 面 碳 濃 度 過(guò) 爐氣碳勢(shì)過(guò)高，強(qiáng)滲時(shí)間 降低碳勢(shì)，縮短強(qiáng)滲時(shí)間；如高 形 成 大 塊 碳 過(guò)長(zhǎng) 果滲層深度允許，可在較低碳化物網(wǎng) 勢(shì)爐中進(jìn)行擴(kuò)散處理；適當(dāng)提 高淬火溫度；進(jìn)行一次滲層的 球化退火表 面 殘 留 奧 氏 碳含量過(guò)高；滲后冷卻過(guò) 調(diào)整滲碳工藝控制碳含量；從體過(guò)多 快，碳量析出不夠，淬火 滲碳爐或預(yù)冷爐中出爐的溫度 溫度偏高 不宜過(guò)高；降低淬火溫度表 面 含 碳 量 過(guò) 爐氣碳勢(shì)過(guò)低，爐溫偏高； 提高碳勢(shì)；檢查爐溫，調(diào)整強(qiáng)低 擴(kuò)散時(shí)間過(guò)長(zhǎng) 滲與擴(kuò)散時(shí)間的比例表層馬氏體針 淬火溫度偏高 降低淬火溫度粗大表 層 出 現(xiàn) 非 馬 升溫排
23、氣不充分；爐子密 從設(shè)備和工藝操作上減少空氣氏體組織 封性差，漏氣，使表層合 進(jìn)入爐內(nèi)；適當(dāng)提高淬火冷卻 金元素氧化，淬火冷卻速 速度；在滲碳最后10min左右通 度低 入適量氨氣表層脫碳 滲后出爐溫度過(guò)高；爐子 防止?fàn)t子漏氣；降低出爐溫度； 出現(xiàn)嚴(yán)重漏氣；淬火時(shí)產(chǎn) 控制淬火時(shí)爐內(nèi)氣氛；鹽爐淬 生氧化 火脫氧要充分；補(bǔ)滲碳心部硬度偏低 淬火溫度過(guò)低；冷卻速度 提高淬火溫度；加強(qiáng)淬火冷卻； 不當(dāng)，心部游離鐵素體過(guò) 采用兩次淬火；更換材料 多；選材不當(dāng)畸變 淬火溫度偏高；冷卻方法 調(diào)整淬火工藝，合理設(shè)計(jì)夾具， 不當(dāng)；夾具設(shè)計(jì)不合理， 改善冷卻條件，改換鋼材 材料選擇不當(dāng) 5 質(zhì)量控制與檢驗(yàn)方法5.
24、1 隨爐試樣檢驗(yàn)1表面硬度 根據(jù)有效硬化層濃度選用洛氏、表面洛氏等硬度計(jì)，選擇方法見(jiàn)表 5-1 或按各行業(yè)規(guī)定，并按 GB/T230 或 GB1818 規(guī)定檢測(cè)。硬度值應(yīng)符合圖樣技術(shù)要求。 表 5-1 有效硬化層深度 硬度范圍 硬度計(jì)量類(lèi)別 mm 75～80 ＞0.3～0.5 HR30N 63～69 ＞0.5～0.8 HR45N 58～62 ＞0.8 HRC2心部硬度 心部硬度值一般要求 30～45HRC，可由設(shè)計(jì)者根據(jù)齒輪使用條件規(guī)定。 a 齒形試樣心部硬度的測(cè)定位置參見(jiàn) GB8539。 b 當(dāng)用圓棒試樣時(shí)，在試棒長(zhǎng)度中部截取 10mm 厚的試樣，在試樣橫截面中心處測(cè)定。試樣尺寸與模數(shù)關(guān)系應(yīng)
25、符合表 5-1。3有效硬化層深度 a 對(duì)于滲碳淬火后需加的齒輪，滲碳的工藝層深應(yīng)為圖樣上標(biāo)湛劉的深度加上輪齒單側(cè)的加工余量。 b 有效硬化層深度的測(cè)定應(yīng)以硬度法為準(zhǔn)，測(cè)定部位按 GB8539 規(guī)定，測(cè)定方法按 GB9450、GB4340 規(guī)定，也可按各行業(yè)規(guī)定或生產(chǎn)廠與用戶(hù)的協(xié)議。 c 用金相法、斷口法檢測(cè)滲層深度時(shí)，應(yīng)預(yù)先找出與硬度法測(cè)定有效硬化層深度的關(guān)系，以保證成品齒輪滿(mǎn)足圖樣技術(shù)要求。 d 當(dāng)圖樣要求測(cè)定齒根有效硬化層深度時(shí)，應(yīng)在齒形試樣的法截面上向內(nèi)測(cè)定。 e 若隨爐試樣有效硬化層深度不符合技術(shù)要求，則從該批中至少再抽取一件齒輪解剖測(cè)定，并以其測(cè)定結(jié)果為準(zhǔn)。4表層含碳量 a 表層含碳
26、量為表面至 0.10mm 深度范圍的平均含碳量。 b 如無(wú)特殊要求，表層含碳量一般控制在 0.8～1.0范圍內(nèi)，原則上不低于相應(yīng)鋼材的共析含碳量。 c 表層含碳量為表面至 0.10mm 深度范圍的平均含碳量。 d 如無(wú)特殊要求，表層含碳量一般控制在 0.8～1.0范圍內(nèi)，原則上不低于相應(yīng)鋼材的共析含碳量。 e 表層含碳量可用試樣剝層進(jìn)行化學(xué)分析，也可用金相法判別或用直讀光譜儀分析。 f 應(yīng)用各種碳控技術(shù)對(duì)滲碳過(guò)程進(jìn)行控制時(shí)，應(yīng)預(yù)先找出各種鋼材滲碳時(shí)，其表層含碳量與氣氛碳勢(shì)的關(guān)系。 g 當(dāng)新產(chǎn)品試制或工藝調(diào)試時(shí)，應(yīng)檢驗(yàn)表層含碳量。在批量生產(chǎn)中，若滲碳過(guò)程無(wú)任何氣氛控制措施時(shí)，應(yīng)定期檢驗(yàn)表層含碳量。5表層組織
20CrMnTi解放牌載重汽車(chē)變速箱變速齒輪熱處理工藝設(shè)計(jì)
