常用齿轮材料的选择及其热处理工艺设计

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齿轮常用材料及热处理

为了保证齿轮工作的可靠性，提高其使用寿命，齿轮的材料及其热处理应根据工作条件和材料的特点来选取。

对齿轮材料的基本要求是：应使齿面具有足够的硬度和耐磨性，齿心具有足够的韧性，以防止齿面的各种失效，同时应具有良好的冷、热加工的工艺性，以达到齿轮的各种技术要求。

常用的齿轮材料为各种牌号的优质碳素结构钢、合金结构钢、铸钢、铸铁和非金属材料等。一般多采用锻件或轧制钢材。当齿轮结构尺寸较大，轮坯不易锻造时，可采用铸钢；开式低速传动时，可采用灰铸铁或球墨铸铁、低速重载的齿轮易产生齿面塑性变形，轮齿也易折断，宜选用综合性能较好的钢材；高速齿轮易产生齿面点蚀，宜选用齿面硬度高的材料；受冲击载荷的齿轮，宜选用韧性好的材料。对高速、轻载而又要求低噪声的齿轮传动，也可采用非金属材料、如夹布胶木、尼龙等。常用的齿轮材料及其力学性能列于下表。

根据热处理后齿面硬度的不同，齿轮可分为软齿面齿轮（≤350HBS）和硬齿面齿轮（＞350HBS）。一般要求的齿轮传动可采用软齿面齿轮。为了减小胶合的可能性，并使配对的大小齿轮寿命相当，通常使小齿轮齿面硬度比大齿轮齿面硬度高出30～

50HBS。对于高速、重载或重要的齿轮传动，可采用硬齿面齿轮组合，齿面硬度可大致相同。

常用齿轮材料及其力学性能

齿轮材料选择及其热处理

齿轮材料选择及其热处

理

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齿轮材料选择及其热处理

摘要：齿轮是轮缘上有齿能连续啮合传递运动和动力的机械元件，是能互相啮合的有齿的机械零件，是机械传动中应用最广泛的零件之一。在齿轮的制造过程中,合理选择材料与热处理工艺,是提高承载能力和延长使用寿命的必要保证。常用齿轮材料锻钢、铸钢、铸铁、有色金属、非金属材料等的选择及热处理工艺进行了分析。关键词：齿轮材料热处理工艺

一、齿轮结构：

二、齿轮的分类：

按其外形分为：圆柱齿轮、锥齿轮、非圆齿轮、、蜗杆蜗轮

按齿线形状分为：直齿轮、斜齿轮、人字齿轮、曲线齿轮

按轮齿所在的表面分为：外齿轮、内齿轮

按制造方法可分为：铸造齿轮、切制齿轮、轧制齿轮、烧结齿轮

三、常用齿轮材料及热处理工艺的选择:

1)高承载能力的重要齿轮，如汽车、拖拉机、矿山机械及航空发动机等齿轮

汽车、拖拉机等齿轮主要分装在变速箱和差速器中，推动汽车、拖拉机运行,所以传递功率、冲击力及摩擦压力都很大, 工作条件比较差。因此在耐磨性、疲劳强度、心部强度和冲击韧性等方面的要求均比较高，因此选用渗碳钢经渗碳、淬火及

低温回火后使用最为合适。小模数齿轮一般采用20Cr和20CrMnTi,而较大模数齿轮采用30CrMnTi 钢。

工艺路线一般为:备料——锻造——正火——机械粗加工、半精加工——渗碳+ 淬火+ 低温回火——喷丸——校正——精加工

2)中等承载能力的齿轮，主要用于切削机床齿轮

机床齿轮大多用于齿轮箱,传递动力,改变运动速度和方向,工作条件相对较好,载荷不大,工作平稳无强烈冲击,转速也不高,属工作条件较好的齿轮。因此,要求综合力学性能好,一般选用调质钢制造, 如40 钢、45 钢、40Cr、40SiMn 等。

齿轮常用材料的选择及其热处理工艺分析

介绍了齿轮常用材料及典型齿轮的热处理工艺，结合常用齿轮材料的性能特点，总结了齿轮材料选用原则及热处理工艺与提高其承载能力以及延长使用寿命之间的关系，旨在通过理论来指导实践。

标签：齿轮材料；热处理；性能；承载能力

引言

齿轮作为传动系统中应用非常广泛的零件，在工作时，所受应力往往是非常复杂的，一是需要承受齿轮齿根部的循环往复的弯曲应力，二还要考虑接触应力以及齿面之间的相互接触所带来的不良影响，同时具有较强的摩擦齿面，齿轮啮合时，它会吸收一定量的冲击载荷。齿轮使用过程应避免齿面磨损太多，甚至以断齿、疲劳点蚀形式失效。合适的热处理工艺能提高齿轮的耐磨性、承载能力和使用寿命，热处理后的齿轮具有高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度（抗疲劳点蚀），齿面具有较高的硬度和耐磨性，齿轮心部具有足够的强度和韧性[1]。

齿轮材料的选择以及相关的热处理工艺无论是对于齿轮的质量，又或者是齿轮的使用性能都会产生很大的影响。比较常用的热处理工艺包括：表面淬火、碳氮共渗、渗碳、渗氮、回火、正火等。而对于齿轮材料的选择，锻钢、铸钢、铸铁、有色金属、非金属材料等都是非常理想的选择。

1 齿轮材料及热处理工艺

1.1 锻钢

根据齿面的软硬程度，钢制齿轮包括软齿面齿轮和硬齿面齿轮，它们之间的分界线是布氏硬度为350HBS的时候，大于350HBS为硬齿面，反之则是软齿面。

1.1.1 软齿面齿轮

软尺面齿轮，工艺路线：锻造毛坯→正火→粗车→调质、精加工。常用材料；45#、35SiMn、40Cr、40CrNi、40MnB等。软齿面齿轮的特点：性能优良，齿面本身的硬度、强度都理想，齿心的韧性好；热处理后切齿精度可达8级；制造简单、经济、生产率高，对精度要求不高。

齿轮常用材料及热处理

为了保证齿轮工作的可靠性，提高其使用寿命，齿轮的材料及其热处理应根据工作条件和材料的特点来选取。

50HBS。对于高速、重载或重要的齿轮传动，可采用硬齿面齿轮组合，齿面硬度可大致相同。

常用齿轮材料及其力学性能

齿轮材料及热处理

常用的齿轮材料是各种牌号的优质碳素钢、合金结构钢、铸钢和铸铁等。齿轮毛坯一般多采用锻件或轧制钢材，当齿轮较大(例如直径大于400～600mm)而轮坯不易锻造时，可采用铸钢;开式低速传动可采用灰铸铁;球墨铸铁有时可代替铸钢。列出了常用的齿轮材料及其热处理后的硬度。

齿轮常用的热处理方法有以下几种：

1.表面淬火一般用于中碳钢和中碳合金钢，例如45钢、40Cr等。表面淬火后轮齿变形不大，可在不磨齿的情况下达到7级精度，齿面硬度可达52～56HRC。由于齿面接触强度高，耐磨性好，而齿芯部未淬硬仍有较高的韧性，故能承受一定的冲击载荷。表面淬火的方法有高频淬火和火焰淬火等。

2.渗碳淬火渗碳钢为含碳量0.15%～0.25%的低碳钢和低碳合金钢，例如20、20Cr等。渗碳淬火后齿面硬度可达56～62HRC，齿面接触强度高、耐磨性好，而齿芯部仍保持有较高的韧性，常用于受冲击载荷的重要齿轮传动。通常渗碳淬火后变形较大，需要磨齿。

3.调质调质一般用于中碳钢和中碳合金钢。例如45、40Cr、35SiMn等。调质处理后齿面硬度一般为220～260HBS。因硬度不高，故可在热处理以后精切齿形，且在使用中易于跑合。

4.正火正火能消除内应力、细化晶粒、改善力学性能和切削性能。机械强度要求不高的齿轮可用中碳钢正火处理。大直径的齿轮可用铸钢正火处理。

5.渗氮渗氮是一种化学热处理。渗氮后不再进行其他热处理，齿面硬度可达60～62 HRC。因氮化处理温度低，齿的变形小，因此适用于难以磨齿的场合(例如内齿轮)。氮化层一般不厚且较脆，故不宜用于有冲击的场合。常用的渗氮钢为38CrMoAlA。

齿轮热处理工艺【详尽版】

一、工作条件以及材料与热处理要求

1.条件: 低速、轻载又不受冲击

要求: HT200 HT250 HT300 去应力退火

2.条件: 低速(＜1m/s)、轻载,如车床溜板齿轮等

要求: 45 调质,HB200-250

3.条件: 低速、中载,如标准系列减速器齿轮

要求: 45 40Cr 40MnB (5042MnVB) 调质,HB220-250

4.条件: 低速、重载、无冲击,如机床主轴箱齿轮

要求: 40Cr(42MnVB) 淬火中温回火HRC40-45

5.条件: 中速、中载,无猛烈冲击,如机床主轴箱齿轮

要求: 40Cr、40MnB、42MnVB 调质或正火,感应加热表面淬火,低温回火,时效,HRC50-55

6.条件: 中速、中载或低速、重载,如车床变速箱中的次要齿轮

要求: 45 高频淬火,350-370℃回火,HRC40-45(无高频设备时,可采用快速加热齿面淬火)

7.条件: 中速、重载

要求: 40Cr、40MnB(40MnVB、42CrMo、40CrMnMo、40CrMnMoVBA)淬火,中温回火,HRC45-50.

8.条件: 高速、轻载或高速、中载,有冲击的小齿轮

要求: 15、20、20Cr、20MnVB渗碳,淬火,低温回火,HRC56-62.38CrAl

38CrMoAl 渗氮,渗氮深度0.5mm,HV900

9.条件: 高速、中载,无猛烈冲击,如机床主轴轮.

要求: 40Cr、40MnB、(40MnVB)高频淬火,HRC50-55.

10.条件: 高速、中载、有冲击、外形复杂和重要齿轮,如汽车变速箱齿轮

常用齿轮材料的选择及其热处理工艺

第11卷第5期2006年10月新　余　高　专　学　报JOURNAL OF X I N Y U C OLLEGE Vol .11,NO.5

Oct .2006

—105　—

常用齿轮材料的选择

及其热处理工艺

●李玉平　

(新余高等专科学校　工程系,　江西　新余　338000)

摘　要:齿轮是机械传动中应用最广泛的零件之一,它在工作中的受力情况比较复杂。在齿轮的制造过程中,合理选择

材料与热处理工艺,是提高承载能力和延长使用寿命的必要保证。就常用齿轮材料锻钢、铸钢、铸铁、有色金属、非金属材料等的选择及热处理工艺进行了分析。

关键词:齿轮材料;热处理;锻钢;铸钢;铸铁;有色金属;非金属材料中图分类号:TG162.73　文献标识码:A 文章编号:1008-6765(2006)05-0105-02

收稿日期:2006-08-28

作者简介:李玉平(1965-),女,江西丰城人,副教授,主要从事机械制造的研究。

1前言

齿轮是机械传动中应用最广泛的零件之一,它的功用是按规定的速比传递动力和运动。在工作中,它的受力情况比较复杂,齿轮的齿根部受交变弯曲应力,齿面承受大的接触应力并产生强烈的摩擦,在换挡、启动和啮合不良时,齿轮还承受一定的冲击载荷。齿轮的主要失效形式是疲劳断齿、疲劳点蚀以及齿面的过量磨损。根据齿轮的受力情况和失效分析可知,齿轮一般都需经过适当的热处理,以提高承载能力和延长使用寿命,齿轮在热处理后应满足下列性能要求:

1)高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度(抗疲劳点蚀)。2)齿面具有较高的硬度和耐磨性。3)齿轮心部具有足够的强度和韧性。

常用齿轮材料选择及其热处理工艺

齿轮材料的选择及其热处理匸艺

1、齿轮材料的选择原则

齿轮材料的种类很多.在选择时应考虔的因素也很多.下述几点可供选择材料时参考：

1）齿轮材料必皴满足工作条件的耍求•例如.用于飞行器上的齿轮.耍满足质址小.传递功率大和可靠性高的耍求.因此必须选择机械性能高的合佥银：旷山机械屮的齿轮传动.一般功率很大.匸作速度较低、删圉环境中粉尘含虽极高•因此往往选择铸钢或铸铁等材料：家用及办公用机械的功率很小.但要求传动平稳、低噪声或无噪声、以及能在少润滑或无润滑状态下正當工作•因此常选用匸程塑料作为齿轮材料。总Z.工作条件的耍求是选痒齿轮材料时首先应考虔的因素，

2）应考應齿轮尺寸的大小、毛坯成型方法及热处理和制造工艺，大尺寸的齿轮一般采用铸造毛坯.可选用铸钢或铸铁作为齿轮材料’屮等或屮等以下尺寸耍求较高的齿轮常选用锻造毛坯•可选择锻钢制作。尺寸较小而又耍求不高时. 可选用閲钢作毛坯，齿轮表而玦化的方法有：渗碳.氨化和表面淬火。采用渗碳上艺时.应选用低碳钢或低碳會金钢作齿轮材料：抵化钢和调质钢能采用氮化匸艺；采用表而淬火时.对材料没有特别的耍求，

3）正火磯钢.不论毛坯的制作方法如何.只能用丁•制作在裁荷平稳或轻度冲击下I：作的齿轮.不能承受大的冲击載荷：调质碳钢可用于制作在中等冲击数荷下工作的齿轮.

4）合金钢當用于制作高速、垂裁并在冲击拔荷下匸作的齿轮•

5）飞行器中的齿轮传动•耍求齿轮尺寸尽可能小.应采用表面欣化处理的高强度合佥钢.

6）金屈制的软齿面齿轮.配对两轮齿面的駛度差应保持为30〜50HBS或更多。当小齿轮与大齿轮的齿而具有较大的玦度差（如小齿轮齿而为淬火并磨制.大齿轮齿而为常化或调质）：且速度又较窩时.较锁的小齿轮齿面对较软的大齿轮齿而会起较眾茗的冷作谀化效应.从而捉高了大齿轮齿面的彼劳极限。因此.肖配对的两齿轮齿而具有较大的硬度差时.大齿轮的接触疲劳许用应力可提高约20%.但应注总唤度高的齿而.粗糙度值也耍相应地减小。

齿轮常用材料和热处理

1. 齿轮材料

对齿轮材料的基本要求为：

1.齿面要有足够的硬度，以使得齿面具有较高的抗磨损、抗点蚀、抗胶合、抗塑

性变形的能力；

2.齿芯材料要有较高的机械性能，高强度极限、疲劳极限和足够的韧性，以使得

轮齿具有足够的抗弯曲疲劳折断的能力；

3.价格合理、购买方便，具有良好的加工和热处理工艺性。

齿轮材料中最常用的是各种钢材，其次是铸铁，还有一些非金属材料。齿轮的毛坯由锻造、铸造或焊接而成，也可以直接用棒料加工。

(1) 钢

•钢材的韧性好，耐冲击，还可以通过热处理或化学处理改善材料的机械性能及提高齿面的硬度。

常用的钢材有锻钢和铸钢两类。

•除尺寸过大或形状复杂只宜铸造者外，一般都用锻钢制造齿轮，常用的是含碳量0.15~0.6%的碳钢或合金钢。

•铸钢的耐磨性及强度均较好，但应经退火及常化处理，必要时也可进行调质。铸钢常用于尺寸较大的齿轮。

(2) 铸铁

•灰铸铁价廉、易切削，其中石墨能起润滑作用，能吸收噪音，但抗弯强度低，冲击韧性差。适用于形状复杂、尺寸较大，同时工作平稳、速度较低、功率不大的的场合，尤其适用于开式齿轮传动。

•球墨铸铁的力学性能和抗冲击性能远高于灰铸铁，可替代某些调质钢的大齿轮。

(3) 非金属材料

对高速、轻载及精度不高的齿轮传动，为了降低噪音，常采用夹布胶木、塑料、尼龙等非金属材料。非金属材料齿轮的优点是质量小、减振性好、噪音低、具有相应的抗腐蚀性；缺点是导热性差、易变形等。为了有利于散热，与其配对啮合的齿轮仍多用钢或铸铁制造。

2. 齿轮热处理

钢制齿轮可以通过不同的热处理方法获得不同的表面硬度，工业中以350HB为界将齿轮传动分为软齿面（布氏硬度≤350HB）和硬齿面（布氏硬度≥350HB）。

常用齿轮材料的选择及其热处理工艺总结

齿轮材料的选择及其热处理工艺

1、齿轮材料的选择原则

齿轮材料的种类很多，在选择时应考虑的因素也很多，下述几点可供选择材料时参考：

1）齿轮材料必须满足工作条件的要求。例如，用于飞行器上的齿轮，要满足质量小、传递功率大和可靠性高的要求，因此必须选择机械性能高的合金银；矿山机械中的齿轮传动，一般功率很大、工作速度较低、周围环境中粉尘含量极高，因此往往选择铸钢或铸铁等材料；家用及办公用机械的功率很小，但要求传动平稳、低噪声或无噪声、以及能在少润滑或无润滑状态下正常工作，因此常选用工程塑料作为齿轮材料。总之，工作条件的要求是选择齿轮材料时首先应考虑的因素。

2）应考虑齿轮尺寸的大小、毛坯成型方法及热处理和制造工艺。大尺寸的齿轮一般采用铸造毛坯，可选用铸钢或铸铁作为齿轮材料。中等或中等以下尺寸要求较高的齿轮常选用锻造毛坯，可选择锻钢制作。尺寸较小而又要求不高时，可选用圆钢作毛坯。

齿轮表面硬化的方法有：渗碳、氨化和表面淬火。采用渗碳上艺时，应选用低碳钢或低碳含金钢作齿轮材料；氨化钢和调质钢能采用氮化工艺；采用表面淬火时，对材料没有特别的要求。

3）正火碳钢，不论毛坯的制作方法如何，只能用于制作在载荷平稳或轻度冲击下工作的齿轮，不能承受大的冲击载荷；调质碳钢可用于制作在中等冲击载荷下工作的齿轮。

4）合金钢常用于制作高速、重载并在冲击载荷下工作的齿轮。

5）飞行器中的齿轮传动，要求齿轮尺寸尽可能小，应采用表面硬化处理的高强度合金钢。

6）金属制的软齿面齿轮，配对两轮齿面的硬度差应保持为30～50HBS或更多。当小齿轮与大齿轮的齿面具有较大的硬度差（如小齿轮齿面为淬火并磨制，大齿轮齿面为常化或调质）；且速度又较高时，较硬的小齿轮齿面对较软的大齿轮齿面会起较显著的冷作硬化效应，从而提高了大齿轮齿面的疲劳极限。因此，当配对的两齿轮齿面具有较大的硬度差时，大齿轮的接触疲劳许用应力可提高约20％，但应注意硬度高的齿面，粗糙度值也要相应地减小。

常用齿轮材料的选择和热处理工艺设计

齿轮材料的选择及其热处理工艺

1、齿轮材料的选择原则

齿轮材料的种类很多，在选择时应考虑的因素也很多，下述几点可供选择材料时参考：

4）合金钢常用于制作高速、重载并在冲击载荷下工作的齿轮。

5）飞行器中的齿轮传动，要求齿轮尺寸尽可能小，应采用表面硬化处理的高强度合金钢。

常用铸造齿轮材料及其热处理工艺方法

铸造齿轮因其加工性能好、耐磨性高、噪声低及成本低等优点，在机械制造行业得到广泛应用。常用铸造齿轮材料主要包括铸铁及铸钢。常用齿轮铸铁材料是灰铸铁和球墨铸铁，因铸铁中存在游离石墨和多孔性结构，故齿轮的耐磨性良好、噪声小。与铸铁齿轮材料相比，铸钢材料具有较高强度、硬度和耐磨性能，可用于负荷较大的大型齿轮。

一、铸铁齿轮材料及其热处理

铸铁齿轮常用材料为灰铸铁及球墨铸铁。

1.齿轮用灰铸铁

灰铸铁抗拉强度低，脆性较高，抗弯及耐冲击能力很差，但它易于铸造，易切削，具有良好的耐磨性、缺口敏感性小、减振性及成本低特点，可用于低速、载荷不大的开式齿轮传动。

（1）齿轮用灰铸铁的牌号及力学性能齿轮用灰铸铁的牌号及抗拉强度见表1。

（2）灰铸铁齿轮表面硬度和耐磨性灰铸铁表面热处理前最好先正火处理。表面热处理，如高中频感应淬火及化学热处理等，其中高中频感应淬火应用最多。高中频感应淬火温度通常采用850~950℃加热淬火，由于铸铁导热性差，因此加热速度不易太快，单位功率要比同样的钢件小一些。否则，会产生裂纹和熔化现象。铸铁经高频感应加热后，淬火冷却介质一般采用水、PAG进行冷却。回火温度一般在200~400℃，铸铁齿轮经淬火、回火后硬度为

40~50HRC。灰铸铁齿轮金相检验执行GB/T7216《灰铸铁金相检验》标准。

2.齿轮用球墨铸铁

球墨铸铁的性能介于钢和灰铸铁之间，强度比灰铸铁高很多，具有良好的韧性和塑性，在冲击不大的情况下，可代替钢制齿轮。齿轮制造主要使用珠光体和贝氏体球墨铸铁，牌号在QT500以上，热处理一般采用正火+回火。

汽车齿轮材料的选择及其热处理工艺

汽车齿轮是汽车传动系统中的重要组成部分，其质量直接影响汽车的性能和寿命。因此，汽车齿轮材料的选择及其热处理工艺是汽车制造中的重要问题。

首先，汽车齿轮材料的选择应考虑以下几个方面：

1.强度和硬度：汽车齿轮需要承受较大的载荷和磨损，因此需要具有较高的强度和硬度。

2.韧性：汽车齿轮在工作过程中需要承受冲击和振动，因此需要具有较好的韧性，以避免断裂和裂纹的产生。

3.耐磨性：汽车齿轮需要长时间工作，因此需要具有较好的耐磨性，以延长使用寿命。

4.加工性能：汽车齿轮需要经过精密加工，因此需要具有较好的加工性能，以保证加工精度和表面质量。

基于以上考虑，常用的汽车齿轮材料有以下几种：

1.碳素钢：碳素钢具有较高的强度和硬度，但韧性较差，容易产生裂纹和断裂。

2.合金钢：合金钢具有较高的强度、硬度和韧性，但加工性能较差，需要采用先进的加工工艺。

3.铸铁：铸铁具有较好的耐磨性和韧性，但强度和硬度较低，适用于低速和中速齿轮。

4.不锈钢：不锈钢具有较好的耐腐蚀性和韧性，但强度和硬度较低，适用于低速和中速齿轮。

其次，汽车齿轮材料的热处理工艺也是影响其性能的重要因素。常用的热处理工艺有以下几种：

1.淬火：淬火可以提高齿轮的硬度和强度，但会降低韧性，容易产生裂纹和断裂。

2.回火：回火可以提高齿轮的韧性和耐磨性，但会降低硬度和强度。

3.正火：正火可以提高齿轮的强度和硬度，同时保持一定的韧性和耐磨性。

4.表面强化：表面强化可以提高齿轮的耐磨性和疲劳寿命，常用的方法有渗碳、氮化和喷涂等。

综上所述，汽车齿轮材料的选择及其热处理工艺是汽车制造中的重要

齿轮材料及其热处理

齿轮用各类钢铁材料和热处理的特点及适用条件如下：舞钢昊润

一、调质钢

钢号：DH150-375-777-68、45、35SiMn、42SiMn、37SiMn2MoV、40MnB、45MnB、40Cr、45Cr、35CrMo、42CrMo等.

工艺1.调质或正火

1）经调质后具有较好的强度和韧性，常在220~300HBW的范围内使用。

2）当受刀具的限制而不能提高调质小齿轮的硬度时，为保持大小齿轮之间的硬度差，可使用正火处理的大齿轮，但强度较调质者差。

3）齿面的精切齿可在热处理后进行，以消除热处理畸变，保持齿轮精度。

4）不需要专门的热处理设备和齿面精加工设备，制造成本低。

5）齿面硬度较低，易于跑合，但是不能充分发挥材料的承载能力。

适用条件：广泛用于对强度和精度要求不太高的一般中低速齿轮，以及热处理和齿面精加工比较困难的大型齿轮。

工艺2.表面淬火（感应淬火、火焰淬火）

1）齿面硬度高，具有较强的抗点蚀和耐磨损性能；心部具有较好的韧性，表面经硬化后产生残余应力，大大提高了齿根强度；通常的齿面硬度范围为：合金钢45~55HRC，碳素钢

40~50HRC。

2）为进一步提高心部强度，往往在表面淬火前先进行调质处理。

3）感应淬火时间短。

4）表面硬化层深度和硬度沿齿面不等。

5）因急速加热和冷却，容易淬裂。

适用条件：广泛用于要求承载能力高、体积小的齿轮。

二、渗碳钢

钢号：20Cr、20CrMnTi、20CrMnMo、20CrMo、22CrMo、20CrNiMo、18Cr2Ni4W、

20Cr2Ni4A等。

工艺：渗碳淬火

汽车齿轮材料的选择及其热处理工艺

汽车齿轮作为汽车传动系统中的重要部件，其材料的选择和热处理工艺对于汽车性能的提升和使用寿命的延长起着关键作用。本文将从材料选择和热处理工艺两个方面进行探讨。

材料选择是汽车齿轮设计的首要考虑因素之一。齿轮材料需要具备较高的强度、硬度和耐磨性，以承受汽车传动系统中的高载荷和高速运动。目前常用的齿轮材料主要包括合金钢、碳钢和铸铁等。

合金钢是一种优质的齿轮材料，具有较高的强度和硬度，能够承受较大的载荷和磨损。同时，合金钢还具有较好的韧性和耐疲劳性能，能够在长期高速运动下保持稳定的使用性能。然而，合金钢的制造成本较高，加工难度较大，需要经过精密的热处理工艺才能达到理想的性能。

碳钢是一种常用的齿轮材料，具有较高的强度和硬度，并且制造成本相对较低。碳钢齿轮需要经过热处理工艺，以提高其硬度和耐磨性。常用的热处理工艺包括淬火和回火。淬火可以使碳钢齿轮获得较高的硬度，但韧性相对较差，容易产生脆性断裂。回火可以提高碳钢齿轮的韧性和耐疲劳性能，但硬度相对降低。因此，根据齿轮的具体工作条件和要求，选取合适的热处理工艺非常重要。

铸铁是一种经济实用的齿轮材料，广泛应用于汽车传动系统中。铸铁齿轮具有良好的耐磨性和降噪性能，适用于低速和中速传动。然

而，铸铁齿轮的强度和韧性相对较低，容易产生断裂和疲劳损伤。因此，在设计铸铁齿轮时，需要考虑到其工作条件和要求，合理选择材料和热处理工艺。

热处理工艺对齿轮材料的性能提升至关重要。在热处理过程中，通过控制加热温度、保温时间和冷却速率等参数，使材料的组织结构发生变化，从而改善其机械性能和耐磨性。常用的热处理工艺包括淬火、回火、表面渗碳和氮化等。

齿轮材料的选择及热处理

赵越超,付　莹

(辽宁工程技术大学机械工程学院,辽宁阜新123000)

摘要:介绍了齿轮工作中的失效形式和性能要求。针对钢制齿轮,根据齿轮工作时载荷的

大小,转速的高低及齿轮的精度,分析了齿轮材料的选择和相应的热处理工艺。同时还介绍了钢制齿轮常用的热处理方法,最后论述了典型零件的选材及工艺路线。

关键词:钢制齿轮材料;载荷;转速;精度;热处理中图分类号:TG 14　文献标志码:B 文章编号:100320794(2007)1020108203

Choice of Materials and H eat T reatment of G ears

ZH AO Yue -ch ao ,FU Ying

(C ollege of Mechanical Engineering ,Liaoning T echnical University ,Fuxin 123000,China )

Abstract :C orrect material and heat treatment of gears can increase the reliability of gear transmission and last the life of gears.The failure m ode and performance requirements of gears are intraluced.

In view of steel gears ,based on the size of the w ork load ,speed and the accuracy of gears.The gear choices and the corre 2sponding heat treatment process are analysed.Als o the methods of heat treatment used in steel gears is intro 2duced ,finally analysed the choices and process routes of typical parts.K ey w ords :steel gear material ;load ;speed ;accuracy ;heat treatment