從動(dòng)齒輪滲碳淬火錐度變形的改善

隨著國(guó)內(nèi)鐵路的大發(fā)展，機(jī)車齒輪的產(chǎn)品也越來越多。在硬齒面齒輪的制造中，滲碳淬火作為重要的一種齒面硬化工藝方式，從強(qiáng)度的觀點(diǎn)，滲碳具有較好的綜合力學(xué)性能，因此機(jī)車齒輪目前仍普遍采用滲碳淬火作為齒面硬化方式。但由于滲碳淬火齒輪硬化工序復(fù)雜，齒輪容易產(chǎn)生變形，不僅會(huì)使后續(xù)磨削量增加，生產(chǎn)成本提高，且影響齒輪的制造精度，降低承載能力，終影響齒輪的使用壽命。因此，在齒輪行業(yè)，減少齒輪滲碳淬火畸變一直是一項(xiàng)擺在熱處理工作者面前的重要課題。

本文針對(duì)某型號(hào)機(jī)車從動(dòng)齒輪在實(shí)際生產(chǎn)過程中熱處理變形大的問題，進(jìn)行了分析，提出了改善措施，并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。

1.齒輪相關(guān)參數(shù)和熱處理工藝

某型機(jī)車從動(dòng)齒輪結(jié)構(gòu)如圖1所示，齒輪重量350kg，材料為18CrNiMo7-6。采用愛協(xié)林井式滲碳爐生產(chǎn)線進(jìn)行滲碳淬火，淬火介質(zhì)采用快速淬火油。

熱處理技術(shù)要求：有效硬化層深度1.6~2.2mm，磨齒時(shí)單邊留磨量0.35~0.45mm。金相組織符合ISO 6336-5 MQ級(jí)以上要求。

齒輪的制造工藝流程：齒坯鍛造→預(yù)備熱處理→半精車→滾齒→滲碳淬火→噴丸→精車→磨齒→磁粉探傷。

試制時(shí)，齒輪的熱處理工藝路線：經(jīng)920℃滲碳，降溫至860℃出爐緩冷，640℃高溫回火，重新加熱淬火，兩次低溫回火。滲碳、淬火時(shí)裝夾狀態(tài)如圖2所示。

2.熱處理變形及分析

滲碳淬火后齒輪變形量如表1所示。由表1可看出，齒輪發(fā)生了較大的錐度變形，如圖3所示。熱處理后公法線沿齒高方向相差較大。磨齒后，造成齒面有效硬化層深度不均勻。

滲碳后的錐度變形是由齒輪長(zhǎng)時(shí)間在高溫下保溫因自重產(chǎn)生的蠕變所致。所謂蠕變就是在高溫及數(shù)值不變的應(yīng)力作用下，隨著時(shí)間而不斷增加著材料的變形過程。鋼在高溫狀態(tài)下強(qiáng)度很低。該齒輪屬于薄腹板從動(dòng)齒輪，腹板厚小處僅25mm。由于輪齒部位缺乏足夠的支撐，在高溫下，齒輪腹板處強(qiáng)度大幅度下降，不能抵御自重力作用，在長(zhǎng)時(shí)間滲碳過程中，齒輪蠕變引起嚴(yán)重的錐度變形。

零件淬火時(shí)，齒寬部位受到不均勻冷卻，先冷卻的那半邊收縮，在熱邊的受制下冷邊受拉應(yīng)力，而熱邊受壓應(yīng)力。由于熱邊在高溫下的塑性較好而被壓縮。在冷卻到一定程度后，熱邊開始冷卻，也要發(fā)生收縮現(xiàn)象，此時(shí)應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，先冷邊為壓應(yīng)力，后冷邊為拉應(yīng)力。冷卻后期，由于處于較低的溫度，不能產(chǎn)生明顯的塑性拉長(zhǎng)，不能抵消原先被壓縮的數(shù)量值，先冷邊都不能發(fā)生明顯的塑性增長(zhǎng)和縮短，因此工件冷卻的終結(jié)果是先冷邊縮小，后冷邊脹大。

3.改善措施

滲碳時(shí)，解決該問題的方案就是在輪齒部位增加楔形墊塊支撐。

淬火裝夾時(shí)，將齒輪朝上方向與滲碳方向反向，使得淬火保溫時(shí)，能反向校正部分滲碳時(shí)由于自重引起的錐度變形。改善后，齒輪的裝夾示意如圖4、圖5所示。

淬火加熱時(shí)，將兩個(gè)齒輪輪齒部位的間隔由原來的50mm增加到100mm，以改善入油淬火時(shí)淬火油流動(dòng)情況，使齒輪各處冷卻均勻，各處漲量趨于一致。

改善后，熱處理變形情況如表2所示。由表2可以看出，滲碳后，齒輪上下錐度變形變化不大。但淬火后，齒輪上下錐度變形量平均值減小0.296mm，變形量減小64%。

4.結(jié)語

（1）齒輪裝夾時(shí)，在齒部位使用平整的楔形墊塊支撐，可保證薄腹板整體式從動(dòng)齒輪輪輞部位在滲碳過程中的強(qiáng)度，減小因自重而產(chǎn)生的變形。

（2）淬火時(shí)，齒輪裝夾與滲碳時(shí)反向，可有效改善滲碳時(shí)的錐度變形。

（3）淬火時(shí)，齒輪的上下間距應(yīng)符合工藝要求，保證淬火時(shí)齒輪冷卻均勻。

（4）滲碳、淬火后要及時(shí)測(cè)量變形情況，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果，及時(shí)調(diào)整熱處理工藝和裝爐方式。

  減速機(jī)分為很多種類，各種類減速機(jī)的價(jià)格也參差不齊，簡(jiǎn)單型的減速機(jī)便宜的有幾十元一臺(tái)，精密型的減速機(jī)貴的有幾十萬一臺(tái)。就如硬齒面減速機(jī)屬于減速機(jī)種類中貴的一款。總有很多客戶會(huì)問，為什么硬齒面減速機(jī)那么貴？誠(chéng)然，相比于一些市面上常見的普通減速機(jī)例如RV減速機(jī)，軟齒面減速機(jī)等，硬齒面減速機(jī)價(jià)格的確要高出很多，可是硬齒面減速機(jī)價(jià)格高是有其道理的。硬齒面減速機(jī)結(jié)構(gòu)可靠，傳動(dòng)，齒輪硬度高可輸出和承受扭矩大，速比范圍大，被廣泛應(yīng)用于大型重型的工業(yè)設(shè)備之中，起重機(jī)，大型攪拌機(jī)，礦山設(shè)備等等。

   硬齒面減速機(jī)之所以那么貴，原因分析：

   首先，硬齒面減速機(jī)的齒輪制作工藝要比其他減速機(jī)的要復(fù)雜和精細(xì)得多，硬齒面減速機(jī)的速比基本上可以到小數(shù)點(diǎn)后2位，這么精準(zhǔn)的減速機(jī)是由齒輪帶來的，而且硬齒面減速機(jī)要應(yīng)對(duì)的復(fù)雜的工況，齒輪都是經(jīng)過滲碳淬火制成，硬度達(dá)到65HRC，再加上直聯(lián)電機(jī)，從零件到組裝到出廠每一個(gè)步驟都經(jīng)過嚴(yán)格的檢驗(yàn)，經(jīng)過27道的工序,5重的質(zhì)量檢測(cè)才能出來一臺(tái)完整的硬齒面減速機(jī)，整個(gè)過程需要15-20天才能完成，所以硬齒面減速機(jī)價(jià)格是由其本身的性能，價(jià)值所決定的。

   隨著減速機(jī)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)越演越演，很多不的甚至沒有品牌名的硬齒面減速機(jī)開始在市面上出現(xiàn)，隨著用戶的使用經(jīng)歷及我們深入的了解，都發(fā)現(xiàn)這些減速機(jī)有幾個(gè)共通點(diǎn)：

   齒輪崩壞造成的損壞，

   電機(jī)燒掉無法運(yùn)作，

   速比與相稱的相差太遠(yuǎn)，

   型號(hào)參數(shù)達(dá)不到設(shè)備使用需求，

、......

   為什么會(huì)出現(xiàn)這些問題呢？作為品牌減速機(jī)生產(chǎn)企業(yè) ，德州東邁減速機(jī)有限公司為大家分析一二。

   一，可以歸咎于齒輪的工藝做得不夠或者根本沒有進(jìn)行硬化處理，使得硬齒面減速機(jī)在使用的時(shí)候超出了齒輪可以負(fù)荷的扭矩；

   第二，就是電機(jī)本身的用料差，基本上都是用的銅包鋁做轉(zhuǎn)子，功率一大電流過大就燒掉了；

   第三，就是齒輪的精度不夠，裝配精度低造成的。

   第四，為了讓你快速采購，以低價(jià)格成交，所以為你選的型號(hào)過小，根本達(dá)不到設(shè)備所需要的扭力。

   這些常出問題的硬齒面減速機(jī)都有個(gè)共通的特點(diǎn)，就是價(jià)格比市面上品牌聲譽(yù)好的硬齒面減速機(jī)價(jià)格要低很多，這樣能夠吸引很多小設(shè)備使用商，畢竟成本降低了不少。但是一旦硬齒面減速機(jī)壞了，寄回去維修，停，這些成本一算下來，完全不劃算。由此，相信大家都明白能不能從硬齒面減速機(jī)這個(gè)設(shè)備核心部件中降低成本了。

   如果您想要購買硬齒面減速機(jī)，請(qǐng)與我們東邁聯(lián)系。

德州東邁硬齒面減速機(jī)特點(diǎn)

德州東邁硬齒面減速機(jī)特點(diǎn)

硬齒面減速機(jī)的齒輪選用高強(qiáng)度低碳合金鋼經(jīng)滲碳淬火而成，齒面硬度高，齒輪均選用數(shù)控磨齒工藝，精度高，觸摸性好，傳動(dòng)，工作平穩(wěn)，噪音低;體積小、重量輕、運(yùn)用壽命長(zhǎng)、承載才能高;

易于拆檢，易于裝置。 　

  　1、中心距、中心高、傳動(dòng)比均選用優(yōu)先數(shù)系的優(yōu)先數(shù)。

　　2、齒輪參數(shù)、結(jié)構(gòu)通過計(jì)算機(jī)優(yōu)化規(guī)劃。

　　3、齒輪選用高強(qiáng)度低碳合金鋼經(jīng)滲碳淬火磨齒。齒面硬度高，齒輪精度達(dá)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)6級(jí)。