关于低速重载齿轮的渗碳淬火热处理

oujianbin

　　各位大侠，小弟想请教一下：
　　用于轧机减速箱的低速重载齿轮，选用20CrMnMo作为材料，模数为16，若热处理为渗碳层深3.2-4.0mm，渗碳后齿面中频淬火，淬硬层深2.8-3.5mm，淬火后低温回火(170-210摄氏度)，要求表面硬度56-62HRC，心部硬度30-40HRC，表面碳浓度0.9％-1.0％，请问此热处理工艺是否恰当？查资料说重载齿轮渗碳层深度为0.25-0.3ｍ(模数)，但小弟找不到齿轮渗碳后表面淬火硬化层的深度该如何确定？是不是渗碳层多深表面淬火硬化层就应多深？该选用高频淬火还是中频淬火？齿轮的心部硬度30-40HRC是如何保证的？是通过滚齿前的调质处理保证心部硬度还是通过渗碳淬火这一步热处理来保证心部硬度还是通过其他方法？
　　另外还想请教一下各位，硬齿面齿轮的齿面经常出现严重剥落，是什么原因造成的？有什么办法可以改进吗？望各位大哥提点建议，小弟感激不尽，谢谢！！！

zhbao0590

这种材料渗碳后中频、高频处理都达不到你要求的结果，渗碳后整体淬火可以，但也取决于齿轮的结构和轮缘部委的尺寸。
    硬齿面使用中表面出现严重的剥落，可能以材料的选择、热处理、使用工况有关。低速重载齿轮对材料、热处理要求严格，建议采用含Ni的低碳合金钢材料，热处理时要控制好硬化层内的残奥量。
    具体解决办法需针对具体问题而定。如有进一步需要可联系我 zhbao0590sina.com。

HBTIANZE

楼上的正解，渗碳层这么深中频、高频都达不到的。

孤鸿踏雪

齿轮有效硬化层深度设计
　　　Pedersen等人对防止齿轮剥落提出以下两种措施：1．增加硬化层厚度；2．提高芯部硬度。
　　　渗碳硬化层以外任意位置的硬度称为基体硬度（matrix hardness），对于轴类零件，也有测量距表面1/4R处的位置，以该处材料强度作为大致标准。
　　　对于渗碳零件的基体硬度可以原封不动地使用研讨的原材料调质时淬火硬化深度用的格罗斯曼（Grossmann）图。例如，直径为50mm，需要距表面5mm处基体硬度达到302HB（32HRC）。这种场合可按下列顺序推算：
　　　测定齿轮内部硬度（也称芯部硬度或基体硬度）的意义在于保证抗剥落性。此外，齿轮磨损还与胶合有关。除硬度、金相组织等材料主要因素外，还与润滑、表面加工状态及滑动率和滑动速度等设计上的主要因素有密切关系。
　　　另外，从防止齿根折断的观点出发，要求齿轮有抗弯曲疲劳特性。为了提高这些材料的各种特性，有必要了解损伤的机理。
　　　剥落也叫硬化层破碎（Case  Crushing），往往与点蚀的扩展相同。但就其产生原因来讲，与点蚀有本质区别。
　　　剥落裂纹产生在硬化层（Case）和芯部（Core）的边界处或稍稍进入芯部处（也产生在硬化层内）。
　　　剥落向齿向发展，断裂成波形起伏，多数情况下是一个或两个齿上没有任何前兆地突然发生。
　　　剥落是由于接触载荷引起内部产生切应力，由于切应力超过材料的允许切应力，在内部发生龟裂，表层出现较大的剥离现象。
　　　过去，有效硬化层深度是根据齿厚确定的，例如AGMG（美国制造商协会）规定为节线齿厚的1/5~1/7；B．S．（英国标准）规定为模数的0.20~0.25倍；桔田和pedersen等人提出应按τ45°和τσ之比决定，有其一定的理论依据。
　　　硬化层深度与剪应力分布有关，但点蚀的开始深度与τ45°最大深度未必一致，在分析点蚀的机理时需要和滑动等其它主要因素一起加以考虑。下面列举的硬化层深度的推荐值多数为经验值。
　　　石田：硬化层深度t≥3.15b（b—接触宽度的1/2）
　　　格里森公司：m=26·△/D．P．（径节）
　　　奔驰公司：t=15~20％m
　　　
　　　总渗碳深度Dt=3.12b（轴承的场合）

xiaoky2012

不错的解答！