[工学]毕业论文优秀版：齿轮用钢的热处理工艺设计

[工学]毕业论文优秀版：齿轮用钢的热处理工艺设计内容摘要：

6 图 22 零件选材技术路线图 8 图 23 工件在炉内排布图 11 图 24 Fe — Fe3C 状态图 13 图 31 KSJ 系 列 箱 式 电 阻炉 15 图 32 机械抛光过程图 17 图 33 金 相 显 微镜 18 图 34 HRS150 数 显 洛 氏 硬 度计 18 图 35 45 钢 热 处 理 显 微 组 织 200 19 图 36 Q235 钢 退 火 处 理 显 微 组 织 200 20 图 37 Q235 钢 渗 碳 处 理 缓 冷 显 微 组 织 200 21 图 38 Q235 钢 淬 火 处 理 显 微 组 织 200 21 图 39 Q235 钢 低 温 回 火 处 理 显 微 组 织 200 22 图 310 Q235 钢 不 同 热 处 理 后 硬 度 曲 线图 24 余康达：齿轮用钢的热处理工艺设计 VI 表格清单 表 21 45 钢和 Q235 钢 的 临 界 温度 10 表 22 常用钢的加热系数 11 表 23 常用渗碳剂的成份 12 表 24 渗碳温度、保温时间和渗碳层深度间的经验数据 13 表 31 45 钢 不 同 热 处 理 后 的 硬 度值 23 表 32 Q235 钢不同热处理后的硬度值 24 安徽工程大学机电学院毕业设计（论文） VII 安徽工程大学机电学院毕业设计（论文） 1 引言 齿轮用于机械装置中功率的传递与速度的调节 , 在汽车、拖拉机、机床、起重机械等产品中不仅有重要的作用 , 而且用量相当大。 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 较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 ”。 长期以来 ,轿车用齿轮锻造毛坯大多采用正火处理。 近年来 ,随着齿轮材料的多样化和对齿轮质量的高标准要求 ,正火工艺常常难以满足生产的实际需要 ,尤其是大功率发动机的问世促进了新型 CrNiMo系列齿轮钢的开发和应用 ,使锻后热处理工艺的研究变得更为重要和迫切。 目前 ,国外汽车生产厂家对齿轮锻坯普遍采用 等温退火处理 ,而且对不同的材料规定了不同的等温退火工艺。 生产实践表明 ,经等温退火处理的齿轮不仅机加工性能大大提高 ,而且渗碳淬火后的变形也明显减小。 因此 ,齿轮锻坯的等温退火工艺是一项应大力推广的新工艺 [1]。 余康达：齿轮用钢的热处理工艺设计 2 第 1章 绪论 齿轮热处理的理论基础 热处理的定义 金属材料的热处理是将固态金属或合金，采用适当的方式进行加热、保温和冷却，有时并兼之以化学作用和机械作用，使金属合金内部的组织和结构发生改变，从而获得改善材料性能的工艺。 热处理工艺是使各种金属材料获得优良性能的 重要手段。 热处理是机械工业的一项重要基础技术，通常像轴、轴承、齿轮、连杆等重要的机械零件和工模具都是要经过热处理的，而且，只要选材合适，热处理得当，就能使机械零件和工模具的使用寿命成倍、甚至十几倍的提高，实现 “ 搞好热处理，零件一顶几 ” 的目标，收到事半功倍的效果。 热处理对于充分发挥金属材料的性能潜力，提高产品的内在质量，节约材料，减少能耗，延长产品的使用寿命，提高经济效益都具有十分重要的意义 [2]。 热处理的分类 金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理、局部热处理和化学热处理等。 根据加热介质、加热 温度和冷却方法的不同，每一大类又可区分为若干不同的热处理工艺。 同一种金属采用不同的热处理工艺，可获得不同的组织，从而具有不同的性能。 钢铁是工业上应用最广的金属，而且钢铁显微组织也最为复杂，因此钢铁热处理工艺种类繁多。 整体热处理是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，以改变。