变速箱齿轮热处理工艺设计
汽车变速箱齿轮的选材及热处理工艺分析
汽车变速箱齿轮的选材及热处理工艺分析汽车变速箱齿轮的选材及热处理工艺分析内容提要:本文以汽车变速箱齿轮为例，详细论述了其材料选择的具体思路及其热处理工艺的制定、分析和工序的安排，论证了汽车变速箱齿轮材料的选择及热处理工艺对产品的质量和使用寿命的影响。
关键词:变速箱齿轮材料热处理工艺分析在汽车制造过程中，除了一些标准件外，其他零部件都涉及材料的选择及热处理工艺的制定、分析和工序的安排。
合理选择零件的材料及正确安排零件的热处理工艺将直接关系到产品的质量和使用寿命。
本文以汽车变速箱齿轮为例，论述了其选材及热处理工艺的制定过程与思路，与大家探讨。
一、变速箱齿轮的材料选择:1、选材的原则:零件材料的选择应根据零件的使用性能要求及加工工艺性能、经济成本要求进行选择:1)、使用性能要求:使用性能是指零件在正常使用状态下，材料应具备的性能，是保证零件工作安全可靠、经久耐用的必要条件。
零件在选材时，首先要根据零件的工作条件和失效形式，正确判断所要求的使用性能，再根据主要的使用性能指标来选择合适的材料。
变速箱齿轮位于汽车传动部分，用于传递扭矩与动力、调整速度的作用。
其工作条件、失效形式及要求的力学性能如下表:零件名称工作条件常见失效形式要求的力学性能变速箱齿轮A、由于传递扭矩，齿根要承受较大的弯曲应力和交变应力;B、由于变速箱齿轮转速变化范围广，齿轮表面承受较大的接触应力，并在高速下承受强烈的磨擦力;C、由于工作时不断换档，轮齿之间经常要承受换档造成的冲击与碰撞。
A、当齿轮所受弯曲应力过大时，可能发生齿根折断;B、轮齿在交变应力的作用下，长时间工作可能发生疲劳断裂;C、齿面在强磨擦作用下可能发生磨损和点蚀现象。
D、齿轮心部韧性过低时，在冲击作用下可能发生断裂。
A、表面高硬度、高耐磨性:齿面硬度58-64HRC，心部硬度30-45HRC;B、齿面高的接触疲劳强度;C、齿根高的弯曲强度(σb>1000Mpa);D、心部较高强度、高韧性(a k>60J/cm 2)。
汽车变速箱齿轮钢的选择及热加工工艺设计.
攀枝花学院学生课程设计（论文）题目：汽车变速箱齿轮钢的选择及热加工工艺设计学生姓名：学号：所在院(系)：材料工程学院专业：材料科学与工程班级：指导教师：职称：副教授2015年12月21日攀枝花学院教务处制攀枝花学院本科学生课程设计任务书注：任务书由指导教师填写。
1 引言随着我国交通运输业的快速发展，汽车工业正面临着难得的发展机遇，特别是自80年代以来，国外先进车型及生产技术的引进，使我国的汽车制造水平得到了很大提高。
变速箱齿轮作为汽车的重要零部件，从材料选择到生产工艺都发生了巨大变化。
其中重型汽车齿轮由于模数差距大、承受负荷重、对材料和热处理工艺要求高，因而在国产化时需要从影响齿轮质量的几个因素认真地加以分析和探讨。
2 重型卡车变速箱齿轮的综合性能分析2.1 变速箱齿轮服役条件分析齿轮在汽车变速箱中起传递运动和动力的作用。
⑴齿轮工作时，通过齿面的接触来传递动力。
两齿轮在相对运动过程中，既有滚动，又有滑动。
因此，齿轮表面受到很大的接触疲劳应力和摩擦力的作用。
在齿根部位受到很大的弯曲应力作用；⑵高速齿轮在运转过程中的过载产生振动，承受一定的冲击力或过载；⑶在一些特殊环境下，受介质环境的影响而承受其它特殊的力的作用。
因此，齿轮的表面有高的硬度和耐磨性，高接触疲劳强度，有较高的齿根抗弯强度，高的心部抗冲击能力。
2.2 齿轮力学性能分析因齿轮形状复杂，且使用工况很复杂，所以随着齿轮加工制造技术的发展，硬齿面齿轮在国内及国际汽车行业被普遍使用。
这是由于汽车变速箱齿轮不仅要求强度高、韧性好、耐磨性高，而且要能保证在齿轮截面上获得足够的淬硬层，以保证齿轮的综合力学性能。
同时要求齿轮材料淬透性带宽较窄，在较缓慢的冷却速度下就可以获得所需组织，保证齿轮热处理后变形小。
3 重型卡车变速箱齿轮的加工工艺流程分析3.1 预备热处理通常20CrMTi选用正火或调质处理作为预备热处理，其目的是降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工；细化晶粒，均匀钢的组织及成分，改善钢的性能，为以后的热处理作准备；消除锻造应力，防止变形和开裂，保证齿形合格。
20CrMnTi解放牌载重汽车变速箱变速齿轮热处理工艺设计
目录1. 绪论┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄3 1.1 引言┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄3 1.2 20CrMnTi钢的基本性质┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄4 1.2.1 钢的化学成分和力学性能┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄4 1.2.2 合金元素的作用┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄5 1.2.3淬透性┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄5 1.3解放牌汽车变速箱变速齿轮的热处理工艺设计┄┄┄┄┄┄┄5 1.3.1 服役条件┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄6 1.3.2 失效形式┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄61.3.3性能要求┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄72. 20CrMnTi钢变速齿轮生产工艺路线及分析┄┄┄┄┄┄┄┄┄9 2.120CrMnTi钢变速齿轮生产工艺路线┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄9 2.2各种加工工艺路线的分析┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄9 2.2.1等温正火┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄9 2.2.2渗碳+淬火+回火┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄9 2.2.3喷丸┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄112.2.4检验┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄113. 各种热处理后的金相组织分析┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄12 3.1 20CrMnTi等温正火后金相组织┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄123.2 20CrMnTi淬火、回火处理金相组织┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄134. 热处理工艺过程中的质量检验项目┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄154.1渗碳淬火后齿轮的检验项目、内容和要求┄┄┄┄┄┄┄┄┄154.2渗碳齿轮的常见缺陷及防止措施┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄165. 质量控制与检验方法┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄19 5.1随炉试样检验┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄19 5.2齿轮热处理质量检验┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄22 总结┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄24 致谢┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄25 参考文献┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄261. 绪论1.1引言热处理工艺是金属材料工程的重要组成部分。
机床变速箱齿轮的详细工艺流程
机床变速箱齿轮的详细工艺流程
序
号
工艺流程工艺内容使用设备
1 材料选择根据齿轮的使用要求和工作条件，选择合适的齿
轮材料，如45 钢、40Cr 等
-
2 锻造将原材料锻造成齿轮毛坯，改善金属组织，提高
材料性能
锻造设备
3 正火对毛坯进行正火处理，细化晶粒，改善切削性能加热炉
4 粗车在车床上粗车齿轮外圆、内孔等，去除大部分加
工余量
车床
5 调质进行调质处理，提高综合力学性能热处理设
备
6 半精车进一步车削，提高尺寸精度和表面粗糙度车床
7 制齿采用滚齿或插齿工艺加工齿形滚齿机/
插齿机
8 齿面热处理如渗碳淬火、高频淬火等，提高齿面硬度和耐磨
性热处理设备
9 磨齿对齿面进行磨削，提高齿形精度和表面质量磨齿机
10 钻孔攻丝加工安装孔和螺纹孔钻床
11 去毛刺去除齿轮表面和边缘的毛刺去毛刺设
备
12 清洗清洗齿轮，去除油污和杂质清洗设备
13 检验对齿轮的尺寸、齿形、硬度等进行检验测量仪器
14 防锈处理进行防锈处理，防止生锈防锈处理
设备
序
工艺流程工艺内容使用设备号
15 包装对合格的齿轮进行包装-。
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。
变速箱齿轮热处理工艺设计
1. 齿轮热处理概述 (1)2. 零件图 (2)3. 零件的服役条件、性能要求及技术指标 (3)4. 材料选择 (4)4.1零件用途 (4)4.2材料比较 (4)4.3 材料化学成分及合金元素的作用 (5)4.4 材料的相变点 (5)5. 齿轮加工制作工艺 (6)5.1传统的齿轮材料的工艺路线： (6)5.2 淬火工艺设计 (6)5.3 其他热处理工艺 (8)6. 参考文献 (15)1. 齿轮热处理概述众所周知，齿轮是机械设备中关键的零部件，它广泛的用于汽车、飞机、坦克、轮船等工业领域。
它具有传动准确、结构紧凑使用寿命长等优点。
齿轮传动是近代机器中最常见的一种机械振动是传递机械动力和运动的一种重要形式、是机械产品重要基础零件。
它与带、链、摩擦、液压等机械相比具有功率范围大，传动效率高、圆周速度高、传动比准确、使用寿命长、尺寸结构小等一系列优点。
因此它已成为许多机械产品不可缺少的传动部件，也是机器中所占比例最大的传动形式。
由于齿轮在工业发展中的突出地位，使齿轮被公认为工业化的一种象征. 得益于近年来汽车、风电、核电行业的拉动，汽车齿轮加工机床、大规格齿轮加工机床的需求增长十分耀眼。
据了解，随着齿轮加工机床需求的增加，近年来涉及齿轮加工机床制造的企业也日益增多。
无论是传统的汽车、船舶、航空航天、军工等行业，还是近年来新兴的高铁、铁路、电子等行业，都对机床工具行业的快速发展提出了紧迫需求，对齿轮加工机床制造商提出了新的要求。
据权威部门预测2012 年将达到200 万吨。
但我国齿轮的质量与其他发达国家的同类产品相较还是具有一定的差距，主要表现在齿轮的平均使用寿命、单位产品能耗、生产率这几方面上。
本设计是在课堂学习热处理知识后的探索和尝试，其内容讨论如何设计齿轮的热处理工艺，重点是制定合理的热处理规程，并按此设计齿轮的热处理方法。
零件图3. 零件的服役条件、性能要求及技术指标齿轮是机械工业中应用最广泛的重要零件之一。
汽车变速箱齿轮加工工艺流程
汽车变速箱齿轮加工工艺流程英文回答：Automotive Transmission Gear Manufacturing Process.The manufacturing process of automotive transmission gears involves several key steps to ensure precision and durability. Here's a detailed overview of the typical process:1. Material Selection:The first step involves selecting the appropriate material for the gears, typically high-strength steelalloys like carburized steel or nitriding steel. The material selection considers factors such as strength, wear resistance, and manufacturability.2. Forging:The selected material is heated to a high temperature and forged into the desired shape of the gear blank. Forging involves applying high pressure to deform the material and refine its grain structure, enhancing its strength and toughness.3. Annealing:After forging, the gear blanks undergo annealing, a heat treatment process that involves heating them and slowly cooling them. Annealing reduces internal stresses and improves machinability, making them easier to work with in subsequent processes.4. Machining:The gear blanks are then subjected to various machining operations, including turning, milling, and drilling, to achieve the precise dimensions and tolerances required. High-precision CNC machines are typically used to ensure accuracy and repeatability.5. Heat Treatment:To enhance the gears' surface hardness and wear resistance, heat treatment processes are applied. This may involve carburizing, nitriding, or induction hardening. These processes alter the chemical composition and crystal structure of the gear surface, making it harder and more durable.6. Grinding:After heat treatment, the gears are ground to achieve the final desired tooth profile and surface finish. Specialized grinding machines are used to precisely form the gear teeth, ensuring optimal meshing with other gears in the transmission.7. Inspection and Testing:Throughout the manufacturing process, rigorous inspections and tests are conducted to verify the dimensions, tolerances, and performance of the gears. Thisincludes visual inspections, dimensional measurements, and gear testing machines to assess characteristics such as noise levels and load-bearing capacity.中文回答：汽车变速箱齿轮加工工艺流程。
解放牌汽车变速箱齿轮热处理工艺设计
毕业设计（论文）题目：解放牌汽车变速箱齿轮热处理工艺设计年级专业：精细化学品生产技术学生姓名：学号：指导教师：职称：副教授导师单位：化学工程系论文完成时间：2009年12月20 日附件 2山东化工职业学院毕业设计（论文）任务书专业：精细化学品生产技术班级：精细化学品生产技术1班设计者：合作者：指导教师：课题名称：解放牌汽车变速箱齿轮的热处理工艺设计完成日期：2009 年 12 月 20 日附件3山东化工职业学院毕业设计（论文）评定表前言热处理工艺是金属材料工程的重要组成部分。
通过热处理可以改变材料的加工工艺性能，充分发挥材料的潜力，提高工件的使用寿命。
本课程设计是在《材料科学基础》﹑《金属热处理工艺学》﹑《失效分析》﹑《金属力学性能》等课程学习的基础上开设的，是理论与实践相结合的重要教学环节。
通过该课程设计，可使学生在综合运用所学专业基础理论和专业知识能力方面得到训练，学会独立分析问题和解决问题的方法，提高工程意识和工程设计能力。
热处理工艺是整个机械加工过程种的一个重要环节，它与工件设计及其它加工工艺之间存在密切关系。
如何实现工件设计时提出的几何形状和加工精度，满足设计时所要求的多种性能指标，热处理工艺制定的合理与否，有着至关重要的作用。
现代工业的飞速发展对机械零部件﹑工模具等提出的要求愈来愈高。
热处理不仅对锻造机械加工的顺利进行和保证加工效果起着重要作用，而且在改善或消除加工后缺陷，提高工件的使用寿命等方面起着重要作用。
为获得理想的组织与性能，保证零件在生产过程中的质量稳定性和使用寿命，就必须从工件的特点﹑要求和技术条件，认真分析产品在使用过程中的受力状况和可能失效形式，正确选择材料；再根据生产规模﹑现场条件﹑热处理设备提出几种可行的热处理方案，最后根据其经济性﹑方便性﹑质量稳定性和便于管理﹑降低成本等因素，确定出一种最佳方案。
目录1.课程设计的原则 (4)1.1热处理零件结构形状设计....................................‥4 1.1.1结构形状设计应避免应力集中..............................‥4 1.1.2 结构形状设计应尽量简单、均衡、规则、对称.........‥4 1.1.3设计中实际措施................................................‥5 1.2热处理零件的选材原则 (5)1.2.1使用性原则 (5)1.2.2 工艺性原则 (5)1.2.3 经济性原则 (6)1.2.4 选材时应注意的几个问题 (6)1.3热处理工艺设计 (7)1.3.1热处理在加工工艺路线中的位置 (7)1.3.2热处理工艺选择时应重点考虑的因素 (8)1.3.3热处理工艺规程的拟定 (8)1.4 本课程设计任务 (9)2. 解放牌汽车变速箱齿轮的热处理工艺设计 (10)2.1汽车变速齿轮的服役条件 (10)2.2 汽车变速齿轮常见的失效形式 (10)2.3汽车变速齿轮的性能要求 (11)2.4 汽车变速齿轮的材料的选择 (11)2.4.1 汽车变速齿轮备选材料分析……………………………‥122.5 汽车变速齿轮的加工工艺路线 (13)2.6 热加工及热处理工艺规程 (14)2.7 各热处理工艺后的金相组织分析 (16)2.8 热处理工艺过程中的质量检验项目 (19)2.8.1 渗碳淬火后齿轮的检验项目、内容和要求 (19)2.8.2 渗碳齿轮的常见缺陷及防止措施 (21)3.心得体会………………………………………………‥23 4．参考文献………………………………………………‥241.课程设计的原则1.1热处理零件结构形状设计需要热处理的工件，在设计时，除了应考虑服役条件、承受载荷的大小和机械加工工艺外，还要要考虑热处理的变形、开裂所造成的产品报废。
齿轮的热处理工艺
齿轮的热处理工艺齿轮是机械传动中常用的零件，广泛应用于各种机械装置中。
而齿轮的热处理工艺则是保证齿轮性能和寿命的关键环节之一。
下面将介绍齿轮的热处理工艺，包括热处理的目的、步骤和常用方法。
一、热处理的目的齿轮的热处理是为了提高其硬度、强度和耐磨性，同时改善其内部组织结构，以达到延长使用寿命、提高运转平稳性和传动效率的目的。
二、热处理的步骤1. 预处理：在进行热处理之前，需要对齿轮进行预处理。
首先进行清洗，将齿轮表面的油污和杂质清除干净。
然后进行退火处理，将齿轮加热到适当温度，然后缓慢冷却至室温，以消除内部应力，改善材料的可加工性。
2. 热处理：热处理是指将齿轮加热到一定温度，保持一定时间，然后进行冷却的过程。
常用的热处理方法有淬火、回火和表面强化等。
- 淬火：淬火是将齿轮加热到临界温度以上，使其完全变为奥氏体结构，然后迅速冷却至室温。
通过淬火可以提高齿轮的硬度和强度，但也容易导致齿轮产生内应力和变形。
- 回火：回火是指将淬火后的齿轮加热到一定温度，保持一定时间后冷却。
回火可以消除齿轮内部的应力，提高其韧性和韧化性能。
- 表面强化：表面强化是通过在齿轮表面形成一层高硬度的表面层，提高其耐磨性和疲劳强度。
常用的表面强化方法有渗碳、氮化和表面喷丸等。
3. 后处理：热处理后的齿轮还需要进行后处理。
首先进行清洗，将热处理过程中产生的氧化物和残留物清除干净。
然后进行涂层处理，以增强齿轮的耐腐蚀性能和润滑性能。
最后进行检验，检查齿轮的尺寸精度、硬度和表面质量等指标是否符合要求。
三、常用的热处理方法1. 淬火：在适当温度下加热齿轮，然后迅速冷却至室温，使其获得高硬度和强度。
2. 回火：将淬火后的齿轮加热到一定温度，保持一定时间后冷却，以消除内应力，提高其韧性和韧化性能。
3. 渗碳：将齿轮浸入含有碳源的气体或液体中，通过渗碳作用使齿轮表面富含碳元素，形成高碳含量的表面层，提高其硬度和耐磨性。
4. 氮化：将齿轮置于含氮气体环境中，通过氮化作用使齿轮表面富含氮元素，形成高氮含量的表面层，提高其硬度和耐磨性。
齿轮热处理工艺【详尽版】
齿轮热处理工艺【详细介绍】内容来源网络，由深圳机械展收集整理！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。
20CrMnTi汽车变速箱齿轮的热处理工艺
20CrMnTi汽车变速箱齿轮的热处理工艺一、学习目标知识目标：·熟悉感应加热表面淬火原理、特点及应用；·了解火焰表面淬火原理、特点及应用；·了解化学热处理过程；·掌握渗碳、渗氮和碳氮共渗原理、特点、常用方法及应用。
能力目标：·能根据零件的化学成分、性能要求和技术条件，合理选择表面淬火和化学热处理方法。
二、任务引入变速箱齿轮位于汽车传动部分，用于传递扭矩与动力、调整速度。
由于传递扭矩，齿根要承受较大的弯曲应力和交变应力；由于变速箱齿轮转速变化范围广，齿轮表面承受较大的接触应力，并在高速下承受强烈的磨擦力；由于工作时不断换档，轮齿之间经常要承受换档造成的冲击与碰撞。
这就要求齿轮表面有高硬度和高耐磨性；齿面有高的接触疲劳强度；心部有较高的强度和高韧性。
图2-25所示20CrMnTi汽车变速箱齿轮的热处理技术要求如下：1.渗碳层表面含碳量为0.80~1.05％；2.渗碳层深度为0.80~1.3mm；3.淬火回火后齿面硬度为58~62HRC，心部硬度为33~48HRC。
图2-25 汽车变速箱齿轮简图三、相关知识在机械设备中，有许多零件（如齿轮、曲轴、活塞销等）是在冲击载荷及表面摩擦条件下工作的，这类零件表面需具有高硬度和高耐磨性，而心部需要足够的塑性和韧性。
为满足这类零件的性能要求，须进行表面热处理。
常用的表面热处理方法有表面淬火及化学热处理两种。
（一）钢的表面淬火表面淬火是通过快速加热，使钢件表层奥氏体化，然后迅速冷却，使表层形成一定深度的淬硬组织——马氏体，而心部仍保持原来塑性、韧度较好的组织的热处理工艺。
在钢的表面淬火法中，感应加热淬火应用最广。
1.感应加热表面淬火感应加热表面淬火时，将工件放在铜管制成的感应器内，即图2-26所示装置中，感应器中通入一定频率的交流电，以产生交变磁场，于是工件内部就会产生频率相同、方向相反的感应电流（涡流）。
由于涡流的趋肤效应，使涡流在工件截面上的分布是不均匀的，表面电流密度大，心部电流密度小。
变速箱齿轮热处理工艺流程
变速箱齿轮热处理工艺流程嘿，咱今儿就来唠唠变速箱齿轮热处理工艺流程这档子事儿。
你想啊，这变速箱齿轮那可是汽车里的重要玩意儿，它得够结实、够耐用才行。
那咋做到这一点呢？就得靠热处理啦！
首先呢，得把齿轮准备好，就像要去参加一场重要比赛的运动员，得先做好准备活动。
然后把它们放到一个特别的炉子里，这炉子就像个大火炉，能把齿轮加热到很高的温度。
在加热的过程中，就好像齿轮在里面洗了个“热水澡”，让它的内部结构发生变化，变得更坚硬、更耐磨。
接着，加热完了可不能就这么放着，还得给它来个快速冷却。
这就好比人刚跑完步，得赶紧冲个凉水澡来降温。
这一冷一热的，就让齿轮有了特殊的性能。
我记得有一次去参观一个工厂，亲眼看到那些齿轮在热处理的过程中，工人们都特别认真地操作着，就像医生在给病人做手术一样小心翼翼。
他们时刻关注着温度、时间这些参数，生怕出一点差错。
总之，这变速箱齿轮热处理工艺流程可真是个精细活儿，每一步都不能马虎。
只有这样，才能生产出高质量的齿轮，让我们的汽车跑得更稳、更快。
这就是变速箱齿轮热处理工艺流程的奥秘啦！。
变速箱齿轮热处理工艺设计
变速箱齿轮热处理工艺设计
变速箱齿轮是汽车传动系统中重要的零部件之一，对其进行热处理工
艺设计可以提高其硬度和耐磨性，从而提高变速箱的传动效率和使用寿命。
以下是一个关于变速箱齿轮热处理工艺设计的简要介绍，包括热处理目标、工艺选择、工艺参数以及工艺控制。
1.热处理目标：
2.工艺选择：
3.工艺参数：
a.淬火：淬火温度、保温时间、淬火介质、冷却速度等参数需要根据
材料的类型和要求来确定。
一般采用水淬或油淬的方式进行。
b.回火：回火温度、保温时间和冷却方式等参数需要根据材料的类型
和要求来确定。
回火温度一般在250-400摄氏度之间。
4.工艺控制：
a.温度控制：在进行热处理过程中，需要严格控制炉温和零件温度的
均匀性和准确性。
可以使用热处理炉的温度控制系统来实现。
b.冷却控制：淬火时需要控制冷却介质的温度和速度，以确保齿轮的
硬度达到要求。
可以通过控制冷却介质的流量和温度来实现。
c.保温时间控制：淬火和回火的保温时间需要根据材料和要求进行确定，可以使用定时器或自动控制系统来控制保温时间。
d.试样测量：热处理前后需要对齿轮进行硬度测试和金相组织观察，
以确保工艺参数和结果符合要求。
总之，变速箱齿轮的热处理工艺设计需要根据材料的类型和要求来选择合适的工艺和参数，并通过严格的工艺控制来确保工艺效果的稳定性和可靠性。
这样可以提高齿轮的硬度和耐磨性，从而提高变速箱的传动效率和使用寿命。
汽车变速器齿轮材料选择及热处理工艺设计
汽车变速器齿轮材料选择及热处理工艺设
计
汽车变速器齿轮材料选择及热处理工艺设计
摘要：本文主要通过对变速器齿轮的工作环境、受力情况、失效形式进行分析，总结出齿轮使用时所要的性能要求；选择了两种较为合适的材料，但通过对其价格、加工工艺及最终性能等多方面进行比较后，确定了变速器齿轮的材料；运用一套完整的热处理工艺，设计出了符合国家标准要求的变速器齿轮。
关键词：齿轮；材料；热处理
目录
1齿轮的应用及发展前景• 2
1.1 齿轮的应用•2
1.2 齿轮轴的工作环境•2
1.3 齿轮的发展前景•3
1.4 齿轮的受力失效形式分析•4
1.5 齿轮的选材要求•5
2 齿轮的性能要求•5
2016-全新公文范文-全程指导写作–独家原创
3 齿轮的材料选择•6
3.1 材料合金元素作用分析•7
3.2 材料加工工艺分析•8
3.3 热处理工艺分析•9
3.4材料工艺的技术要求•10
3.5 材料的质量控制•11
3.6 材料的价格比较•11
3.7 材料的最终性能•12
3.8 材料的最终选择•12
4 20CrMnTi齿轮热处理工艺方案设计•13
4.1 齿轮选用的热处理设备•13
4.2 工艺路线•13
4.3 热处理工艺制定•13
4.4 预备热处理工艺•13
4.5 最终热处理工艺•15
5 20CrMnTi齿轮热处理工艺曲线图•18
6 热处理工艺卡片•19
7 热处理工艺特性对齿轮质量和寿命的影响•20 结论••21
2016。
叉车变速箱输入齿轮的热处理工艺
的心 部 硬 度 。ｃ ｒ可 以促 使 大 量 的 碳 进 入 渗 碳 层 ，
加 速 界 面上 的反 应 ，促 使 钢 的表 面 吸 收 碳 ；Ｍｎ的
加 入 可稍 微 减弱 Ｃ 钢 渗 碳 时表 面 含 碳 量 过 高 的 现 ｒ 象 ，但 可 能 会 促 使 奥 氏 体 晶粒 长 大 ，为 了减 弱 这
韧 性 会 变 坏 ，但 含 碳 量 过 低 ，则 往 往 会 造 成 心 部
硬度 不 足 。合金 元 素 Ｃ 、Ｍｎ ｉ 加 入 ，提 高 了 ｒ 、Ｔ 的 钢 的淬 透 性 ，可使 心 部 得 到 低 碳 马 氏体 ，增 加 钢
其 在较 高 的 载荷 下 工作 ，磨 损 较 大 。运 行 过 程 中
ｔｅｑ ａｉ ｈ ｕ １ ｖ，ａ ｄ ｔ ｅｄ ｔｉ ｄ ａ ａｙ ｉ ｉ ｅ ｏ ｍｅ ｎ ｍａ ｅｉ ｌ ｅ ｅ ｔ ｎ ｎ ｆｃ ａｂ ｒｚ ｔ ｎ ａ ｄ ｔ ｅ ｒ ｌｔ ｄ ｈ ａ ｅ ｔ ｎ ｔ ｎ ｅａｌ ｎ ｌ ｓ ｓｐ ｒ ｒ ｄ ｏ ｔｒａ ｌ ｃｉ ，ｓ ｒ ｅ ｃ ｒ ｕ ｉａ ｉ ｎ ｈ ｅａ ｅ ｅ ｔ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｈ ｅ ｓ ｆ ｓ ｏ ａ ｏ ｔ
作 用 ，钢 中加 入 ０ ０ ％ ～０ １ ％ 的 Ｔ ，使 钢 的 ．６ ２ ｉ
晶粒不 易 长 大 ，提 高 钢 的 强 度 和 韧 性 ，并 且 改 善 了热处 理工 艺 性能 ，使 钢 渗碳 后 能直接 淬火 。
Ｋｅ ｗｏ ｄ ：ｆ ｒ ｌ ｒ ｃ ｙ ｒ ｓ ｏ ｋ ｉ ｔ ｋ；ｇ ａ — ｏ ；ｉ ｐ ｔｇ ａ ；ｃ ｒ ｏ ｉａｉｎ；ｈ ａ ｒ ａｍｅ ｔ ｔ ｆ ｕ ｅ ｒ ｂ ｘ ｎ ｕ ｅ ｒ ａ ｂ ｎ ｚ ｔ ｏ ｅ ｔ ｅ ｔ ｎ ｔ
输 入 齿 轮 是 叉 车 变 速 箱 中非 ａｍ ｎ ａ ｕｅ ｒｐ ｓｄ ｉ ｔｉ ｐ ｐ ｒ ｒ ｐｏ ｅ ｅ ｕ ｔ ｅ ｎ ｅ ｓ ｌ ｙｔｅｐａ ｔ ｅ ｒ ｓ ． ｈ ｓ ｅ ｔ ｒ ｔ ｅ ｔ ｓ ｒｓｐｏ ｏ ｅ ｎ ｈ ｓ ａ ｅ ａｅ ｒｖ ｄｔ ｂ ｓ ｆ ｄａ ｄｆａｉ ｅｂ ｒ ｉ ． ｃ ｅ ｍｅ ｏ ｊ ｉ ｉ ｂ ｈ ｃｃ
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1. 齿轮热处理概述 (1)2. 零件图 (2)3. 零件的服役条件、性能要求及技术指标 (3)4. 材料选择 (4)4.1零件用途 (4)4.2材料比较 (4)4.3 材料化学成分及合金元素的作用 (5)4.4 材料的相变点 (5)5. 齿轮加工制作工艺 (6)5.1传统的齿轮材料的工艺路线： (6)5.2 淬火工艺设计 (6)5.3 其他热处理工艺 (8)6. 参考文献 (15)1. 齿轮热处理概述众所周知，齿轮是机械设备中关键的零部件，它广泛的用于汽车、飞机、坦克、轮船等工业领域。
它具有传动准确、结构紧凑使用寿命长等优点。
齿轮传动是近代机器中最常见的一种机械振动是传递机械动力和运动的一种重要形式、是机械产品重要基础零件。
它与带、链、摩擦、液压等机械相比具有功率范围大，传动效率高、圆周速度高、传动比准确、使用寿命长、尺寸结构小等一系列优点。
因此它已成为许多机械产品不可缺少的传动部件，也是机器中所占比例最大的传动形式。
由于齿轮在工业发展中的突出地位，使齿轮被公认为工业化的一种象征. 得益于近年来汽车、风电、核电行业的拉动，汽车齿轮加工机床、大规格齿轮加工机床的需求增长十分耀眼。
据了解，随着齿轮加工机床需求的增加，近年来涉及齿轮加工机床制造的企业也日益增多。
无论是传统的汽车、船舶、航空航天、军工等行业，还是近年来新兴的高铁、铁路、电子等行业，都对机床工具行业的快速发展提出了紧迫需求，对齿轮加工机床制造商提出了新的要求。
据权威部门预测2012 年将达到200 万吨。
但我国齿轮的质量与其他发达国家的同类产品相较还是具有一定的差距，主要表现在齿轮的平均使用寿命、单位产品能耗、生产率这几方面上。
本设计是在课堂学习热处理知识后的探索和尝试，其内容讨论如何设计齿轮的热处理工艺，重点是制定合理的热处理规程，并按此设计齿轮的热处理方法。
零件图3. 零件的服役条件、性能要求及技术指标齿轮是机械工业中应用最广泛的重要零件之一。
其主要作用是传递动力，改变运动速度和方向。
是主要零件。
其服役条件如下：⑴?齿轮工作时，通过齿面的接触来传递动力。
两齿轮在相对运动过程中，既有滚动，又有滑动。
因此，齿轮表面受到很大的接触疲劳应力和摩擦力的作用。
在齿根部位受到很大的弯曲应力作用；⑵高速齿轮在运转过程中的过载产生振动，承受一定的冲击力或过载；⑶在一些特殊环境下，受介质环境的影响而承受其它特殊的力的作用。
因此，齿轮的表面有高的硬度和耐磨性，高接触疲劳强度，有较高的齿根抗弯强度，高的心部抗冲击能力。
技术要求齿表硬度：58～63 HRC心部强度：33～45 HRC屈服强度：〉850Mpa齿根弯曲疲劳强度：〉1000Mpa4. 材料选择4.1零件用途齿轮是汽车中的重要零件，变速箱齿轮为汽车发动机的重要部件，用于改变发动机曲轴和传动轴的速度比。
4.2材料比较齿轮常用材料有20Cr ，20CrMnTi, 18Cr2Ni4W A错误!未找到引用源。
20Cr有较高的强度及淬透性，但韧性较差。
渗碳时有晶粒长大倾向，降温直接淬火对冲击韧性影响较大，因而渗碳后进行二次淬火提高零件心部韧性；可切削性良好，但退火后较差；20Cr为珠光体，焊接性较好，焊后一般不需热处理。
错误!未找到引用源。
20CrMnTi20CrMnTi是性能良好的渗碳钢，淬透性较高，经渗碳淬火后具有高的强度和韧性，特别是具有较高的低温冲击韧性，切削加工性良好，加工变形小，抗疲劳性能好。
错误!未找到引用源。
18Cr2Ni4W A18Cr2Ni4WA属于高强度中合金渗碳钢。
18Cr2Ni4WA钢常用于合金渗碳钢,强度,韧性高,淬透性良好,也可在不渗碳而调质的情况下使用,一般用做截面较大,载荷较高且韧性良好的重要零件。
对于汽车来说，由于其使用条件复杂，采用调质钢不能保证要求，选用渗碳钢较为合适。
20CrMnTi钢采用渗碳+淬火+低温回火，齿轮表面可以获得55~63HRC的高硬度，因淬透性较高，齿心部具有较高的强度和韧性。
因而选用20CrMnTi钢。
4.3 材料化学成分及合金元素的作用4.3.1 20CrMnTi钢的具体化学成分及含量错误!未找到引用源。
C：C的含量决定了渗碳件心部的强度和韧性，从而影响零件的整体性能。
一般渗碳钢都是低碳钢。
错误!未找到引用源。
Cr：有利于渗碳层增厚，提高钢的淬透性，提高回火稳定性，增加钢的耐磨性。
错误!未找到引用源。
Mn：提高钢的淬透性，增加钢的强度和硬度，有利于渗碳层增厚，细化珠光体组织以改善机械性能。
错误!未找到引用源。
Ti：阻止奥氏体晶粒在高温渗碳时长大，细化晶粒，并且减小渗碳层厚度。
错误!未找到引用源。
Si：阻止碳化物形核长大，提高钢的淬透性，提高钢的抗回火稳定性，提高对钢的综合机械性能。
错误!未找到引用源。
S、P:都是钢中的杂质元素，S能明显降低钢的热塑性，但能改善钢的可切削性；P能降低钢的强度和韧性。
4.4 材料的相变点20CrMnTi相变临界点5. 齿轮加工制作工艺5.1传统的齿轮材料的工艺路线：下料→锻造→正火→齿形加工→渗碳→淬火→低温回火→喷丸→磨切削加工5.2 淬火工艺设计为了使工件获得表硬内韧的性能要求，工件渗碳后必须进行适当的热处理，由于齿轮的材料是20CrMnTi钢，是本质细晶粒钢，特别是钢中含有的强碳化物形成元素Ti，强烈阻止奥氏体晶粒的长大，经过长时间渗碳后奥氏体晶粒并不明显长大，故可以用预冷直接淬火法。
正常加热冷却情况下，工件加热到860℃后，保温一段时间，使之奥氏体化后用油冷却至室温，得到马氏体和残余奥氏体，具有较高的硬度。
温度：860℃渗碳后的齿轮温度在930℃左右，此时可以将齿轮留在渗碳炉中冷却，即预冷，冷却到860℃时，保温一段时间，取出后立即放入油中，这样对齿轮淬火，操作比较简单，降低了成本，提高了生产效率，也可以达到齿轮需要的要求，且齿轮氧化、脱碳及淬火变形均小。
淬火介质：油冷淬火设备: 淬火油槽钢的加热温度一般可根据Fe-Fe3C相图选择，20CrMnTi钢为亚共析钢，淬火加热温度选择Ac3以上30℃～50℃。
根据渗碳后齿轮的表层含碳量的分布状况及实践经验从930℃预冷到860℃左右进行油冷可以得到好的效果。
淬火冷却速度太快,奥氏体向马氏体组织转变剧烈、体积收缩，引起很大的内应力，容易造成齿轮的变形和开裂，由于20CrMnTi是合金钢，淬透性较好，故选择油冷减小冷却速度，防止淬火造成齿轮变形或开裂。
同时也能获得马氏体组织，达到较高的硬度。
保温时间的确定淬火加热时间包括升温和保温时间两段时间，升温时间包括相变重结晶时间，保温时间实际上只考虑碳化物溶解和奥氏体成分均匀化所需要的时间。
在具体的生产条件下，淬火加热时间常用经验公式计算，通过实验最终确定。
常用的经验公式为：τ= a*K*D式中：τ，加热时间，min；a，加热系数，min/mm；K，装炉修正系数；D，工件有效厚度，mm。
加热系数a表示工件单位厚度需要的加热时间，其大小与工件尺寸、加热介质和钢的化学成分有关，下表是常用钢的加热系数。
常用钢的加热系数根据设计的20CrMnTi钢齿轮，加热系数a的大小取 1.5。
修正系数K的值取2.2。
故加热时间为τ=a•K•D =155min≈2.5h因为升温和保温当中有渗碳的过程，所以除去渗碳时间。
齿轮的升温时间为1.5h，所以得到保温时间是1.0h。
5.3 其他热处理工艺5.3.1 正火温度：930℃时间：保温3个小时组织：片状珠光体+铁素体硬度：齿轮的表面硬度为156～207HBW设备：中温箱式炉我选择的变速箱齿轮，它的直径大约是200mm，内圈直径约为100mm，厚度约是50mm，齿轮正面的圆形面积S约为628mm2，体积V约为31400mm3.材料是低碳合金钢20CrMnTi。
它的正火温度在950℃左右。
考虑到中温炉在中温测量时比较准确，因而选用中温箱式炉。
结构图如图2所示。
标准系列中温箱式电阻炉技术数据如表3所示。
中温箱式炉结构图1—炉壳；2—炉衬；3—热电偶；4—炉膛；5—炉门； 6—炉门升降结构；7—电热元件；8—炉底板；标准系列中温箱式电阻炉技术数据根据我选择的齿轮大小，正火选用的电阻炉为RX3-15-9。
型 号功率 /kw电压 /v相数最高工作温度/℃炉膛尺寸（长×宽×高）/mm 炉温850℃时的指标空炉损耗功率/kw 空炉升温时间/h最大装载量/kgRX (RX3-□-9Q)RX3-15-9 15 380 1 950 600×300×250 5 2.5 80RX3-30-9303803950950×450×3507 2.5 200正火工艺曲线5.3.2 渗碳煤油是传统的渗碳滴注剂，如图5显示了煤油热分解气成分与稳定的关系。
煤油价格低廉，渗碳能力强，但单独使用煤油渗碳会在高温裂解后产生大量CH4和[C]，炉内积碳严重，炉内气氛的成分和碳势不稳定，不易控制。
现在，采用甲醇—煤油混合液作为渗碳滴注剂，其中甲醇是稀释剂，煤油是渗碳剂，可以明显的减少炭黑。
煤油热分解气成分与温度的关系渗碳温度:920±10℃依据：渗碳温度在Ac3以上，考虑碳在钢中的扩散速度等因素，采用的温度为910~930℃。
渗碳程度的升高，碳在钢中的扩散系数增大，渗碳速度很快，但渗碳温度过高会造成晶粒粗大，选取t=930℃。
160~180滴/分钟采用到温加热的方法，原因是避免金属组织出现不需要的相转变，加热速度快，节约时间，便于批量生产。
设备：RQ3-60-9井式渗碳炉渗碳炉是新型节能周期作业式热处理电炉，主要供钢制零件进行气体渗碳。
常用RQ系列渗碳井式炉的型号型号额定功率/kW额定电压/V相数额定温度/℃工作空间尺寸（直径×深度）/mm在950℃时有关指标空炉损耗功率/kW空炉损耗升温时间/h最大装载量/kWRQ3-35-9 35 380 3 950 Φ300×600 ≤9 ≤2.5 70 RQ3-60-9 60 380 3 950 Φ450×600 ≤12 ≤2.5 150 RQ3-75-9 75 380 3 950 Φ450×900 ≤14 ≤2.5 220 根据我选择的齿轮大小，选择型号为RQ3-60-9系列的井式渗碳炉比较合适齿轮在井式炉中的渗碳工艺曲线渗碳层组织表层：细针状或隐晶马氏体+细颗粒状弥散均匀分布的碳化物+少量残余奥氏体；心部：细晶粒低碳马氏体组织；表层与心部之间：高碳马氏体+残余奥氏体。
渗碳层中有25%～30%的残余奥氏体时，有利于提高接触疲劳强度；表面粒状碳化物增多，提高表面耐磨性及接触疲劳强度，但碳化物数量过多将使冲击韧度，疲劳强度等性能降低。