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齿轮渗碳热处理技术参数优化方法

2023-06-29 理论教育版权反馈

【摘要】：渗碳钢残留奥氏体量需要对渗碳齿轮所承受载荷的性质和大小等具体情况分析后，方可确定。表5-9 渗碳齿轮表层残留奥氏体的选择表5-10 国内外对渗碳齿轮残留奥氏体的要求4.表面碳（氮）含量、表面硬度、表层组织及心部硬度要求渗碳齿轮的表面碳（氮）含量、表面硬度、表层组织及心部硬度要求见表5-11国内外渗碳淬火齿轮心部硬度参考值见表5-12。

1.渗碳层深度

各种齿轮的渗碳层深度可参考表5-3的数据来确定

表5-3 各种齿轮的渗碳层深度与模数的关系（JB／T 7516—1994）

注：m为齿轮模数

1）图5-1所示为根据新近试验提供的齿轮有效硬化层深度选择依据。从图5-1可以看到对于齿轮的弯曲疲劳强度，最佳硬化层深度要小于接触疲劳强度所需的层深，故合理的硬化层深度要兼顾两者。

图5-1 具有常规m_n／ρ_c比值渗碳齿轮的最佳有效硬化层深度

m_n—齿轮的法向模数 ρ_c—轮齿的当量曲率半径

2）有关齿轮渗碳渗层深度的选择参见表5-4～表5-7

表5-4 机床齿轮模数与渗碳淬火有效硬化层深度的关系

表5-5 汽车、拖拉机齿轮的模数与渗碳淬火有效硬化层深度的关系

表5-6 汽车、拖拉机齿轮按工作性质的不同渗碳淬火有效硬化层深度

表5-7 国外对渗碳齿轮渗碳层深度的推荐值

注：t为渗碳层深度；m为齿轮模数

2.渗碳齿轮表面碳质量分数

通常可以按渗碳齿轮的服役条件、受力状态和渗碳钢的化学成分来决定。大型、重载及高速渗碳齿轮表面碳质量分数要求见表5-8。

表5-8 大型、重载及高速渗碳齿轮表面碳浓度要求

3.表层碳化物与残留奥氏体

（1）表层碳化物的选择当表面碳质量分数过高时，碳化物控制变得粗大而数量增多，在表面的残余压应力可能成为残余拉应力。此时，渗碳件的弯曲疲劳强度可降低25％～30％；当碳化物呈细小均匀的颗粒时，能改善渗碳件的接触疲劳、耐磨和抗擦伤等性能；当碳化物呈网状或大块时，容易引起磨削裂纹。具体选择参见表5-11。

（2）表层残留奥氏体的选择与要求适量残留奥氏体有利于齿轮的力学性能。渗碳钢残留奥氏体量需要对渗碳齿轮所承受载荷的性质和大小等具体情况分析后，方可确定。渗碳齿轮表层残留奥氏体的选择见表5-9。国内外对渗碳齿轮残留奥氏体的要求见表5-10。

表5-9 渗碳齿轮表层残留奥氏体的选择

表5-10 国内外对渗碳齿轮残留奥氏体的要求

4.表面碳（氮）含量、表面硬度、表层组织及心部硬度要求

渗碳（碳氮共渗）齿轮的表面碳（氮）含量、表面硬度、表层组织及心部硬度要求见表5-11国内外渗碳淬火齿轮心部硬度参考值见表5-12。大型、重载渗碳齿轮心部硬度要求见表5-13。

表5-11 渗碳（碳氮共渗）齿轮表面碳（氮）含量、表面硬度、表层组织及心部硬度要求

表5-12 国内外渗碳淬火齿轮心部硬度参考值（硬度 HRC）

注：m为齿轮模数

表5-13 大型、重载渗碳齿轮心部硬度要求