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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。
渗碳硬化钢

铝青铜铸造合金

铝青铜铸造合金

青铜铸造合金

铝青铜铸造合金

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。
机械结构用碳素钢钢材

铬钼钢钢材

经过淬火,回火,高频淬火后使用。
铬钼钢钢材

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。

渗碳淬火炉 齿轮的淬火层
左图 / 渗碳淬火炉
右图 / 齿轮的淬火层

高频淬火

【方法】

全齿一次性淬火 单齿淬火 连续淬火

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。

淬火设备 回火炉
左图 / 淬火设备
右图 / 回火炉

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