常用齿轮材料的选择及其热处理工艺
齿轮常用材料的选择及其热处理工艺分析
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。
1.1.2 硬齿面齿轮（1）采用中碳钢时的加工工艺过程为：锻造毛坯→常化→粗切→调质→精切→高、中频淬火→低温回火→珩齿或研磨剂跑合、电火花跑合。
常用材料：45、40Cr、40CrNi。
齿轮材料选择及其热处理
齿轮材料选择及其热处理The document was finally revised on 2021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。
工艺路线一般为:备料——锻造——正火——机械粗加工——调质——机械半精加工——高频感应淬火+ 低温回火——磨削3)较低承载能力的齿轮较低承载能力的齿轮一般选用中碳钢(40、45)或低合金中碳钢(40Cr、40Mn、40MnB等)制造,进行调质处理,调质后硬度约为200～300HB。
机械结构中大型齿轮的成分材质以及生产制造工艺
当涉及到机械结构中的大型齿轮时，其成分材质和生产制造工艺是至关重要的。
大型齿轮通常用于重型机械设备和工程机械中，其质量和可靠性直接影响着设备的性能和安全。
本文将深入探讨大型齿轮的成分材质以及生产制造工艺，从而对相关领域的专业人士和广大读者提供有益的参考和指导。
一、大型齿轮的成分材质大型齿轮通常由金属材料制成，常见的成分材质包括但不限于以下几种：1.高强度合金钢：具有良好的硬度和耐磨性，适用于高负荷、高速度、长工作时间的齿轮传动系统；2.碳素钢：具有较高的韧性和耐磨性，适用于一般负载和速度条件下的齿轮传动系统；3.不锈钢：具有耐腐蚀性和耐热性，适用于工作环境要求高的齿轮传动系统；4.铝合金：轻质、高强度，适用于一些轻型机械设备的齿轮传动系统。
以上材料的选择应根据具体的工作条件和要求来确定，需要考虑到负载、速度、温度、工作时间等因素。
合适的成分材质能够保证齿轮的稳定性和寿命，同时降低维护和更换成本。
二、大型齿轮的生产制造工艺大型齿轮的生产制造工艺是保证其精密度和可靠性的关键。
通常情况下，大型齿轮的生产制造工艺包括以下几个主要步骤：1.材料准备：选择合适的金属材料，并按照设计要求进行材料切割和预加工，以便后续的成形和加工工艺；2.成形加工：使用锻造或铸造工艺对齿轮进行整体成形，保证齿轮的整体性和强度；3.精密加工：通过车削、磨削等精密加工工艺对齿轮的外形和齿面进行加工，保证其精度和匹配性；4.热处理：对齿轮进行热处理，以提高其硬度和耐磨性；5.装配和调试：将齿轮与轴承、轴等部件进行装配，同时进行调试和检测，确保齿轮传动系统的正常运转。
不同的工艺步骤相互配合，共同保证了大型齿轮的质量和性能。
在生产制造过程中，需要严格按照相关标准和要求进行操作，同时注重工艺流程的控制和管理，以确保齿轮的质量和稳定性。
在实际生产制造中，还可以根据具体的要求和条件选择合适的生产设备和工艺流程，利用先进的数控加工技术和自动化设备，提高生产效率和产品质量。
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,HB200-2503.条件: 低速、中载,如标准系列减速器齿轮要求: 45 40Cr 40MnB (5042MnVB) 调质,HB220-2504.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HRC40-455.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,HRC50-556.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,HRC56-62.38CrAl38CrMoAl 渗氮,渗氮深度0.5mm,HV9009.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(20CrMnTi淬透性较高,过热敏感性小,渗碳速度快,过渡层均匀,渗碳后直接淬火变形较小,正火后切削加工性良好,低温冲击韧性也较好)要求: 20Cr、20Mn2B、20MnVB渗碳,淬火,低温回火或渗碳后高频淬火,HRC56-62.18CrMnTi、20CrMnTi(锻造→正火→加工齿轮→局部镀同→渗碳、预冷淬火、低温回火→磨齿→喷丸)渗碳层深度1.2-1.6mm,齿轮硬度HRC58-60,心部硬度HRC25-35.表面:回火马氏体+残余奥氏体+碳化物.中心:索氏体+细珠光体11.条件: 高速、重载、有冲击、模数＜5要求: 20Cr、20Mn2B 渗碳、淬火、低温回火,HRG56-62.12.条件: 高速、重载、或中载、模数＞6,要求高强度、高耐磨性,如立车重要螺旋锥齿轮要求: 18CrMnTi、20SiMnVB 渗碳、淬火、低温回火,HRC56-6213.条件: 高速、重载、有冲击、外形复杂的重要齿轮,如高速柴油机、重型载重汽车,航空发动机等设备上的齿轮.要求: 12Cr2Ni4A、20Cr2Ni4A、18Cr2Ni4WA、20CrMnMoVBA(锻造→退火→粗加工→去应力→半精加工→渗碳→退火软化→淬火→冷处理→低温回火→精磨)渗碳层深度1.2-1.5mm,HRC59-62.14.条件: 载荷不高的大齿轮,如大型龙门刨齿轮要求: 50Mn2、50、65Mn 淬火,空冷,HB≤24115.条件: 低速、载荷不大,精密传动齿轮.要求: 35CrMO 淬火,低温回火,HRC45-5016.条件: 精密传动、有一定耐磨性大齿轮.要求: 35CrMo 调质,HB255-302.17.条件: 要求抗磨蚀性的计量泵齿轮.要求: 9Cr16Mo3VRE 沉淀硬化18.条件: 要求高耐磨性的鼓风机齿轮.要求: 45 调质,尿素盐浴软氮化.19.条件: 要求耐、保持间隙精度的25L油泵齿轮。
车床主轴箱齿轮的选材与热处理
车床主轴箱齿轮的选材与热处理一、车床主轴箱齿轮图如下：二、车床主轴箱齿轮的工作条件：车床主轴箱是一变速装置，通常将主动轴的一种转换为从动轴的一种或多种转速，而这种转速的改变主要是通过一系列相互啮合的不同齿数的齿轮来实现的。
因此主动齿轮会对与其啮合的从动轮轮齿施加推动力，从而带动从动轮的旋转。
所以齿轮会受到外力的影响，从而导致齿轮自身会产生相应的应力。
虽然齿轮所承受的应力远低于材料的屈服点，但长时间工作也有可能导致齿轮产生裂纹而断裂。
齿轮在转动过程中，接触面的齿面会产生滑动摩擦，从而磨损齿面而导致轮齿的断裂。
齿轮在传动过程中，会由于换挡、启动或啮合不良而使齿轮受到冲击载荷的作用，从而使齿轮变形甚至断裂。
以上均是齿轮的工作环境，为了能使齿轮在上述环境下能正常工作，就得要求齿轮的自身条件能符合上述条件。
三、车床主轴箱齿轮材料的性能及选择：首先分析一下车床主轴箱齿轮材料的力学性能要求；为了满足齿轮的工作的条件，防止出现疲劳、磨损以及断裂等情况的出现，需要求齿轮必须有较高的硬度及好的耐磨性，齿面有较高的疲劳强度，齿轮心部要有足够的强度和韧度，通常情况下要求齿轮心部的硬度达170-217HB齿面硬度达45-50HRC。
根据对齿轮力学性能的要求，应从具有好的综合性能指标这个要素选材，工业生产中常用的金属材料主要是钢、铸铁及合金。
其中铸铁的含碳量较高，因此其硬度和耐磨性都较好。
但有一点，其塑性、韧性都较差，不过价格较便宜，对于一些低速、低冲击载荷条件下工作的齿轮可用铸铁；若用钢材制作齿轮则需考虑钢的含碳量，低碳钢的含碳量小于等于0.25%，含碳量较低，因此塑性、韧性较好，强度、硬度较低，很容易变形，不适合做齿轮；高碳钢的含碳量在0.60%~2.11%之间，含碳量较高，所以其强度、硬度及耐磨性都较好，但塑性、韧性差易断裂，也不适合做齿轮；中碳钢的含碳量在0.25%~0.6%,位于低碳钢与高碳钢之间，其性能也同样位于两者之间，有较好的综合性能，因此中碳钢适合做齿轮。
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。
齿轮材料选择及其热处理
齿轮材料选择及其热处理标准化工作室编码[XX968T-XX89628-XJ668-XT689N]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。
工艺路线一般为:备料——锻造——正火——机械粗加工——调质——机械半精加工——高频感应淬火+ 低温回火——磨削3)较低承载能力的齿轮较低承载能力的齿轮一般选用中碳钢(40、45)或低合金中碳钢(40Cr、40Mn、40MnB等)制造,进行调质处理,调质后硬度约为200～300HB。
齿轮的材料及热处理方法
齿轮的材料及热处理齿轮的材料渗碳硬化钢这是指低碳合金钢。
含碳量为 0.15% ∼ 0.20% 的钢中添加了 Ni，Cr，Mo，Mn 等元素，通过渗碳淬火处理提高表面硬度后使用。
在日本，一般使用的材料如下表所示。
铝青铜铸造合金青铜铸造合金机械结构用碳素钢钢材最为普及的材料，亦是本公司使用最多的材料。
可以施加高频淬火处理。
铬钼钢钢材经过淬火，回火，高频淬火后使用。
淬火对轮齿表面进行硬化处理以提高轮齿强度。
方法有很多，具有代表性的有以下几种。
渗碳淬火渗碳 => 淬火 => 洗净 => 回火 => 喷砂处理 => 检查【方法】一般使用碳酸气进行气体渗碳。
- 表面硬度⋯⋯⋯ 55 - 60HRC- 硬化深度⋯⋯⋯ 1.0 ㎜左右（使用负载越大，硬化层就需越深）低碳合金钢在渗碳环境中加热到转变点以上并保持这个温度，碳素从表面渗入。
碳素渗入后，与 S45C 等在同等条件下进行淬火处理，表面硬度提高。
【特点】由表面到中心部，硬度由硬到软连续变化，所以表面硬而内部富有韧性。
材料一般使用 SCM415 等。
左图 / 渗碳淬火炉右图 / 齿轮的淬火层高频淬火【方法】调质材 => 淬火 => 回火【特点】只有被感应圈所加热的周围产生硬化。
根据形状使用各种不同的感应器，不熟悉的话，会产生裂纹及翘曲变形。
为了防止淬火裂纹，使用含硫，含磷量少的材料。
通常，含碳量在 0.55% 以下的材料产生淬火裂纹的可能性比较小。
材料牌号有 S45C，SCM440 等等。
左图 / 淬火设备右图 / 回火炉。
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）。
(1) 软齿面•软齿面齿轮常用的热处理方法为调质和正火。
齿轮的材料一般选用中碳钢和中碳合金钢以及中碳铸钢和中碳合金铸钢。
调质齿轮的强度、韧性和齿面硬度均高于正火齿轮，对于不宜调质、尺寸较大或不太重要的齿轮一般采用正火。
常用齿轮材料及热处理
常用齿轮材料及热处理齿轮是一种常见的机械传动元件，广泛应用于各种机械设备中。
齿轮材料的选择和热处理技术的应用对于齿轮的性能和使用寿命有着重要的影响。
下面将介绍一些常用的齿轮材料及其热处理方法。
1.铸铁材料铸铁是一种常用的齿轮材料，具有良好的可铸性、低成本和较高的耐磨性。
根据使用环境和要求，铸铁齿轮可以选择不同的热处理方法，如退火、正火和渗碳等。
退火可以改善铸铁的韧性和耐磨性，正火可以提高硬度和强度，渗碳可以增加齿面的硬度和耐磨性。
2.钢材料钢是齿轮制造中最常用的材料之一，具有较高的强度、硬度和耐磨性。
常用的钢材包括低碳钢、中碳钢和合金钢。
对于低碳钢和中碳钢，常用的热处理方法有退火、正火、淬火和渗碳等。
退火可以改善钢材的韧性，正火可以提高硬度和强度，淬火可以获得较高的硬度和耐磨性，渗碳可以增加齿面的硬度和耐磨性。
对于合金钢，除了上述热处理方法外，还可以通过调质淬火来提高材料的强度和耐磨性。
3.不锈钢材料不锈钢是一种耐腐蚀性能较好的材料，常用于要求齿轮具有较高质量和美观外观的场合。
不锈钢的热处理方法主要包括退火和淬火。
退火可以消除不锈钢材料的内部应力和碳化物析出，提高材料的韧性和耐腐蚀性能。
淬火可以提高不锈钢材料的硬度和强度。
4.铝合金材料铝合金是一种密度低、重量轻的材料，常用于要求齿轮具有较高强度和良好耐磨性的场合。
对于铝合金齿轮，常用的热处理方法有固溶处理和时效处理。
固溶处理可以提高铝合金的强度和耐磨性，时效处理可以进一步提高材料的硬度和强度。
在选择齿轮材料和热处理方法时，需要根据具体的应用场景和要求来确定。
不同的材料和处理方法可以使齿轮具有不同的性能和使用寿命。
因此，在设计和生产齿轮时，应根据实际情况选择适合的材料和热处理方法，以确保齿轮的性能和可靠性。
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。
汽车齿轮材料的选择及其热处理工艺
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问题，需要综合考虑材料的强度、硬度、韧性、耐磨性和加工性能等因素，选择合适的材料和热处理工艺，以保证汽车齿轮的性能和寿命。
齿轮的常用材料及热处理
课题齿轮的常用材料及热处理课型新授
授课日期授课
时数
总课
时数
教具
使用
课件
教学目标１．知道齿轮失效形式和预防措施２．了解齿轮的常用材料及热处理方法
教学重点和难点重点：知道齿轮失效形式，了解齿轮的常用材料及热处理方法难点：齿轮的常用材料及热处理方法
学情
分析
这节课内容比较重要，同学上课要认真听讲，概念要加强记忆
板书设计一、齿轮的常用材料及热处理
1、齿轮常用材料
2、常用热处理方法
教学后记
第1页
课前提问:1、变位齿轮及基本特点是什么？
2、变位加工后应用
新授：
二、齿轮的常用材料及热处理
１．齿轮常用材料
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，一般多采用锻件或轧制钢材，当齿轮较大(d＞400～600mm)而轮坯不易制造时，•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。
一对相啮合的齿轮，为使大小两轮的工作寿命相近，小齿轮应比大齿轮选用好一点的材料、高一些的硬度。
２．常用热处理方法
齿轮常用的热处理方法有：正火、调质、表面淬火、渗碳淬火和渗氮等。
（1）经正火、调质处理的齿轮为软齿面齿轮，工艺过程简单，运用于对强度要求不高，中低速的一般机械传动的齿轮。
（2）经表面淬火，渗碳淬火和渗氮处理后的齿轮为硬齿面齿轮，可较大地提高齿轮的承载能力和耐磨性，适用于生产批量大和要求结构紧凑的齿轮。
小结：
1、齿轮的常用材料及热处理
作业：
见练习册
第2页。
常用铸造齿轮材料及其热处理工艺方法
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。
（1）球墨铸铁牌号、基体组织、力学性能及其各热处理状态下的力学性能球墨铸铁牌号、基体组织、力学性能见表2。
（2）球墨铸铁热处理铸造齿轮毛坯的预处理一般采用退火、正火，也可进行正火+回火，或调质处理。
球墨铸铁齿轮的常用热处理工艺见表3。
（3）球墨铸铁金相检验执行GB/T9441《球墨铸铁金相检验》标准。
汽车齿轮材料的选择及其热处理工艺
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。
淬火是一种常用的热处理工艺，通过快速冷却使材料达到高硬度和高强度。
淬火后的材料具有较高的耐磨性和抗断裂能力，适用于高速传动。
然而，淬火过程中容易产生应力集中和变形问题，需要进行适当的回火处理以提高韧性。
回火是一种常用的热处理工艺，通过加热材料至适当温度并保温一段时间后，再进行适当冷却。
汽车齿轮材料的选择及其热处理工艺
汽车齿轮材料的选择及其热处理工艺一、引言汽车齿轮作为传动系统的核心部件之一，其性能对整个汽车的运行质量和寿命有着重要的影响。
齿轮的材料选择和热处理工艺对于其强度、硬度、耐磨性以及齿面质量等方面都有着关键作用。
本文将从材料的选择和热处理工艺两个方面，对汽车齿轮进行深入探讨。
二、汽车齿轮材料的选择2.1 材料要求汽车齿轮材料在选择时需要考虑以下要求： - 高强度：齿轮需要承受较大的载荷和冲击，因此材料需要具备较高的强度； - 耐磨性：齿轮在长时间摩擦中容易受到磨损，材料需要具备一定的耐磨性； - 高硬度：齿轮表面需要有足够的硬度，以提高齿面的使用寿命； - 良好的韧性：齿轮在受到冲击时需要具备良好的韧性，以避免断裂； - 低摩擦系数：材料需要具备较低的摩擦系数，以减少能量损失。
2.2 常用材料根据以上要求，目前常用的汽车齿轮材料主要包括以下几种：2.2.1 碳素钢碳素钢是最常见的齿轮材料之一，其具有良好的强度和耐磨性。
由于其制造成本较低，被广泛应用于中低档汽车的齿轮制造中。
2.2.2 低合金钢低合金钢相对于碳素钢来说，具有更好的强度和韧性，适用于中高档汽车的齿轮制造。
通过适当的热处理工艺，可以进一步提高其性能。
2.2.3 铸造钢铸造钢可以根据具体应用的要求，选择不同的成分和硬化方式。
其制造成本较高，但可以获得较高的硬度和强度，适用于高档车型。
2.2.4 渗碳钢渗碳钢是通过在碳含量较低的钢表面渗入碳元素，从而提高齿轮表面的硬度和耐磨性。
它在制造成本和性能之间取得了很好的平衡，适用于中档车型的齿轮制造。
三、汽车齿轮的热处理工艺3.1 热处理的目的热处理是通过对材料进行加热和冷却，改变其内部组织和性能的工艺。
对于汽车齿轮而言，热处理的目的主要包括以下几个方面： - 提高材料的硬度和强度； - 改善材料的韧性和抗疲劳性能； - 调整材料的组织结构，提高齿面的质量。
3.2 常用热处理工艺根据齿轮的材料和要求，常见的热处理工艺包括以下几种：3.2.1 淬火和回火淬火是将齿轮材料加热至临界温度后迅速冷却，使其获得高硬度和较好的强度。
常用的齿轮材料是各种牌号的优质碳素钢
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。
上述五种热处理中，调质和正火后的齿面硬度较低(HBS≤350)，为软齿面齿轮;其他三种的齿面硬度较高，为硬齿面齿轮。
软齿面工艺过程较简单，适用于一般传动。
当大小齿轮都是软齿面时，考虑到小齿轮齿根较薄，且受载次数较多，弯曲强度较低，一般应使小齿轮齿面硬度比大齿轮高20～50HBS。
- 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)。
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.5Oct .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。
齿轮的材料及热处理对齿轮的内在质量和使用性能都有很大的影响。
锻钢、铸钢、铸铁、有色金属及非金属材料都可用来制造齿轮,各种热处理方法,如渗碳、渗氮、碳氮共渗、表面淬火、调质和正火等,在齿轮制造中都被应用,因此,齿轮的选材和热处理方法的选用较其它零件复杂。
这就需要设计人员根据齿轮承载能力的不同,合理选择材料和毛坯及热处理工艺,并制定相应的工艺路线,用最经济的办法最大限度地发挥材料的潜能,做到“物尽其用”。
2常用齿轮材料及热处理工艺的选择2.1锻钢锻钢应用最广泛,通常重要用途的齿轮大多采用锻钢制作。
根据承载能力的大小不同,选择的材料及热处理工艺又有所不同。
(1)高承载能力的重要齿轮这类齿轮有汽车、拖拉机、摩托车、矿山机械及航空发动机等齿轮。
1)汽车、拖拉机等齿轮主要分装在变速箱和差速器中。
在变速箱中,通过它来改变发动机、曲轴和主轴齿轮的转速;在差速器中,通过齿轮来增加扭转力矩,且调节左右两车轮的转速,并将发动机动力传给主动轮,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,工作条件比较恶劣。
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。
实践证明,选用渗碳钢经渗碳、淬火及低温回火后使用最为合适。
渗碳齿轮一般采用合金渗碳钢,而不采用碳素钢,因为碳素钢渗碳后淬火时要用水作淬火剂,变形量大。
小模数齿轮一般采用20Cr 和20Cr M nTi,而较大模数齿轮采用30Cr M nTi 钢。
其工艺路线一般为: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———精加工该工艺中正火的目的是为了均匀和细化组织,消除锻造应力,改善切削加工性;渗碳后表面含碳量提高,保证淬火后得到高的硬度(58～62HRC ),提高耐磨性和接触疲劳强度,心部硬度可达30～45HRC,并具有足够的强度和韧性;喷丸可增大渗碳表层的压应力,提高疲劳强度,并可清除氧化皮。
2)航空发动机齿轮承受高速和重载,比汽车、拖拉机齿轮的工作条件更为恶劣,除要求高的耐疲劳性外,还要求齿轮的心部具有高的强度和韧性,一般多采用12Cr N i3A 、12Cr2N i4A 或18Cr2N i4WA 等高级渗碳钢制造,为了节约镍,可用15Cr M n2Si M oA 代替18Cr2N i4WA 。
这两种钢的切削加工性能较差,其工艺路线一般为:备料———锻造———调质处理———机械粗加工、半精加工———渗碳———高温回火———机械加工———淬火+低温回火———机械精加工———检验在此工艺中,由于12Cr N i3A 、12Cr2N i4A 、18Cr2N i4WA 等高级渗碳钢的淬透性较高,退火困难,一般采用调质处理,使硬度降低到35HRC 以下,改善切削加工性能。
由于不渗碳表面未经镀铜防渗,因此渗碳后进行高温回火,降低硬度,便于切去不渗碳表面的渗碳层。
第5期新 余 高 专 学 报 2006(第11卷)—106 —(2)中等承载能力的齿轮这类齿轮的代表是金属切削机床齿轮。
机床齿轮大多用于齿轮箱,主要用于传递动力,改变运动速度和方向,工作条件较好,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 、42Si M n 等。
一般40钢、45钢用于中小载荷机床齿轮,如床头箱、溜板箱齿轮等,40Cr 、42Si M n 等用于高速、高载的机床的走刀箱、变速箱齿轮。
其工艺路线一般为:备料———锻造———正火———机械粗加工———调质———机械半精加工———高频感应淬火+低温回火———磨削该工艺路线中热处理工序的作用:正火处理的目的是消除锻造应力,均匀组织,使同批坯料硬度相同,利于切削加工,改善齿轮表面加工质量;调质的目的是为了提高齿轮心部的综合力学性能,以承受交变弯曲应力和冲击载荷,还可减少高频淬火变形;高频感应淬火及低温回火是决定齿轮表面性能的关键工序,高频感应淬火可提高齿轮表面的硬度和耐磨性,并使齿轮表面具有残余压应力,从而提高抗疲劳点蚀的能力。
低温回火是为了消除淬火应力,防止产生磨削裂纹和提高抗冲击能力。
对于中等承载能力的高精度齿轮,也可选用38Cr M n A l 等专用渗氮钢,进行渗氮处理。
(3)较低承载能力的齿轮较低承载能力的齿轮一般选用中碳钢(40、45)或低合金中碳钢(40Cr 、40Mn 、40Mn B 等)制造,进行调质处理,调质后硬度约为200～300HB 。
相互配对使用的小齿轮硬度稍高(相差大约在70～120HB ),对齿轮的使用寿命有利。
其工艺路线一般为:备料———锻造———正火———机械粗加工———调质———机械精加工由于调质齿轮表面硬度低,而且也不存在表面压应力,故其承载能力和疲劳强度都比较低,但因调质齿轮切削加工后不再进行热处理,能保证齿轮的制造精度,故对大型齿轮特别适宜,减少了淬火引起的变形(一般认为φ350mm 以下为小齿轮,φ350mm ～φ1000mm 为大型齿轮,φ1000mm 以上为特大齿轮)。
在该工艺过程中,正火处理的目的也是消除锻造应力,均匀组织,使同批坯料硬度相同,利于切削加工,改善齿轮表面加工质量。
大型齿轮也常用正火作为最终热处理,正火齿轮的力学性能不如调质齿轮,故仅用于制造不重要的大型齿轮,材料多用优质中碳钢(40、45)。
2.2铸钢对于一些直径较大(φ>400～500mm )、形状复杂的大齿轮毛坯,当用锻造方法难于成型时,可采用铸钢制作,其强度比锻钢齿轮低10%左右。
铸造齿轮的精度较低,常用于农业机械。
近十几年来,随着铸造技术的发展,铸造精度有了很大的提高,某些铸造齿轮已经可以直接用于具有一定传动精度要求的机械中。
为了提高铸钢齿轮的精度,应增加机械加工工序,在机械加工前应进行正火,消除铸造应力和硬度不均,改善切削加工性能;机械加工后,一般进行表面淬火,提高硬度、耐磨性及抗疲劳强度。
而对于性能要求不高、转速较低的铸钢齿轮通常不需淬火。
常用的铸钢有ZG270—500、ZG310—570等。
其工艺路线一般为:铸造———正火———机械粗加工、半精加工———表面淬火+低温回火———机械精加工2.3铸铁对于一些轻载、低速、不受冲击、精度和结构紧凑要求不高的不重要齿轮,常用灰铸铁HT200、HT250、HT300等。
铸铁齿轮一般在铸造后进行去应力退火、正火,机械加工后表面淬火,目的是提高耐磨性。
灰铸铁齿轮多用于开式齿轮传动。
近年来在闭式传动中,采用球墨铸铁QT600—3、QT500—7代替铸钢制造齿轮的趋势越来越大。
2.4有色金属在仪器、仪表中,以及在某些接触腐蚀介质中工作的轻载齿轮,常用耐蚀、耐磨的有色金属,如黄铜、铝青铜、锡青铜等制造。
2.5非金属材料受力不大,以及在无润滑条件下工作的小型齿轮(如仪器、仪表齿轮),可用尼龙、ABS 、聚甲醛等非金属材料制造。
此外,齿轮选材时还应注意:对某些高速、重载或齿面相对滑动速度较大的齿轮,为防止齿面咬合,并且使相啮合的两齿轮磨损均匀,使用寿命相近,大、小齿轮应选用不同的材料。
小齿轮材料应比大齿轮好些,硬度比大齿轮高些。
3.结语以上就常用齿轮材料及热处理工艺进行了分析。
在齿轮的制造生产中,还会遇见一些具有特殊性能要求的齿轮,设计人员必须按照选材的基本原则,进行全面分析及综合考虑,选择出最合适的材料及热处理工艺方法。
参考文献:[1]王运炎.机械工程材料[M ].北京:机械工业出版社,2000.[2]赵忠.金属材料及热处理[M ].北京:机械工业出版社,2000.[3]许德珠.机械工程材料[M ].北京:高等教育出版社,2001.(责任编校:任 华)Selecti on of co mm on gear ma ter i a ls and hea t trea t m en t processL I Yu -p ing(Xinyu College, Xinyu 338000, China )Abstract:Gear is one of the most widely -used parts in the mechanical drive .Its stress in working is very comp licated .I n the making of gears,reas onably selecting materials and heat treat m ent is the necessary guarantee of i m p r oving bearing capacity and p r ol onging serv 2ice life .This paper analyses the selecti on of forged steel,cast steel,cast ir on,nonferr ous and non metallic materials as gear materials and heat treat m ent p r ocess .Key words:gear materials;heat treat m ent;forged steel;cast steel;cast ir on;nonferr ous materials;non metallic materials。