探究齒輪熱處理變形控制

梁寒凌

（青海省西寧特殊鋼集團公司，青海 西寧 810005）

1 齒輪熱處理原材料淬透性分析

從過往齒輪熱加工處理的實際情況來看，為了實現高效準確的齒輪熱處理工藝，減少齒輪變形量，使得變形量始終處于合理的范圍之內，技術人員需要著眼于齒輪原材料加工環節，對淬透性進行調節控制，從淬透性控制方面入手，確保齒輪加工原料的金屬特性得以保持，增強齒輪自身的抗變形能力。

技術人員在提升齒輪熱處理原材料淬透性的過程中，為了增強淬透性的水平，加工技術人員需要著眼于齒輪加工的規格要求，統籌考量金屬原材料的特性，結合齒輪零件的尺寸、加工精度要求，科學確定齒輪淬透性寬度。在這一過程中，技術人員也要結合過往經驗，以及淬透性規律，確保金屬材料的淬透性能夠切實滿足齒輪加工的實際使用需求。

由于不同齒輪其金屬原料特性有所不同，導致淬透性具有一定的差異，而淬透性的不同最終影響齒輪熱處理后續組織安排活動，給齒輪熱處理變形控制工作帶來極大的阻礙。為了確保同一批齒輪在淬透性方面保持一致，避免出現淬透性管控方面的差異，技術人員需要對淬透性寬度進行管控。所謂的淬透性寬度是指在一定范圍內，與淬火端不同距離的金屬硬度會發生不同的變化，正是由于這種特點，導致同一批金屬材料的淬透性有所差異。從過往情況來看，金屬原材料淬透性寬度越大，金屬材料淬透性波動越大，齒輪熱處理變形也呈現出無規律變化的特性[1]。同時技術人員有必要著眼于我國齒輪熱處理加工的發展需求，不斷進行技術升級與工藝優化，借助于這種方式，將生產流程與齒輪金屬原材料淬透性寬度有機結合起來，充分發揮出金屬原材料的淬透性寬度規律在變形量控制方面的積極作用，降低了齒輪在金屬材料質量控制以及抗變形能力提升方面的開展難度。

2 齒輪熱處理預備熱處理

為了確保齒輪熱處理階段預備熱處理效果，技術人員需要從多個層面出發，借助于現有的技術手段，合理優化，正確處理正火、等溫退火以及鍛造余熱等加工階段，形成系統高效的預備熱處理技術體系[2]。

2.1 齒輪正火處理工藝

正火作為現階段我國低碳合金齒輪預熱處理技術體系的重要組成部分，具有加工周期較短、操作難度系數較低以及成本投入少等優點，但是從實際操作情況來看，目前正火加工手段也有著明顯的技術缺陷。為了確保正火工藝的合理開展，技術人員要改變傳統的空冷方式，合理控制齒輪各零件的冷卻速度，避免冷卻速度過高給齒輪加工帶來的消極影響。在控制冷卻速度的過程中，技術人員要結合齒輪各組成零件的尺寸大小、技術參數以及生產環境，確定齒輪加工正火冷卻方法。在傳統的齒輪正火處理之后，冷卻后的零件雜亂堆放，這種堆放方式，導致外部堆放零件與內部堆放零件在溫度變化上有著一定的差異。基于這種情況，生產人員在堆放冷卻齒輪零件的過程中，需要明確堆放方式，保證零件冷卻速度處于合理的范圍之內，控制變形量出現過大的情況。

2.2 齒輪等溫退火工藝

齒輪零件鍛坯在經過930℃的加熱后，采取保溫處理，當齒輪零件溫度下降到650℃的情況下，為了保證齒輪熱處理變形處理合理的范圍，技術人員需要開展等溫退火處理[2]。在退火過程之中，除了保持正火冷卻階段齒輪零件堆放方式之外，還需要從齒輪鍛造余熱控制方面出發。在齒輪鍛造件成模、切割以及冷卻方面出發，確保齒輪各零部件能夠保持合理的降溫速度，形成一個完整高效的溫度控制模式，避免齒輪熱處理過程中，出現降溫不合理，導致的熱變形量過大的情況。

3 齒輪最終熱處理

考慮到齒輪表面碳濃度以及分布均勻程度有著一定的差異，這種碳元素的差異，使得齒輪在最終熱處理階段極易發生膨脹系數的變化，導致齒輪出現變形。從實際情況來看，在對齒輪進行加工的過程中，如果沒有對碳勢以及工藝流程開展必要的監控操作，勢必導致每一爐齒輪零件表面的碳濃度有所不同，碳元素的滲透度也會有所差異，并且差異較大，這種差異性將會直接導致齒輪熱處理過程中發生的變形處于無序狀態。基于這種認知，技術人員在開展最終熱處理的過程中，需要對碳元素進行有效控制，使得齒輪零件表面碳濃度以及滲透深度保持在合理的范圍內。在這一過程中，技術人員需要使用較為先進的碳自動控制技術，借助于現代化的技術手段，對鍋爐之中碳濃度以及碳滲透開展必要的控制，從技術層面出發，確保齒輪表面以及內部碳元素分布的合理性，除了采取現代化的碳自動控制技術之外，在淬火油槽之中，技術人員需要加裝加熱裝置以及必要的冷卻設備，通過這種方式，將溫度控制在合理范圍之內，使得相關設備始終處于良性運行狀態。

4 齒輪冷熱加工的銜接分析

齒輪變形在冷熱交替環境下，發生的無規律變形，極大地阻礙了齒輪變形控制工作的開展，實現齒輪冷熱加工的高效銜接。具體來看，熱處理變形控制人員需要將變形數據信息及時傳遞給齒輪冷加工技術人員，在二者進行必要數據交互的基礎上，優化調整齒輪零件的大小尺寸。熱處理過程中發生尺寸變化的部分，在設計參數的指導下，進行必要的冷處理，例如受熱膨脹的部分，技術人員需要采取冷切割的方式，控制齒輪零件膨脹體積。而對于縮小的部分，則應進行擴大處理，確保齒輪加工的精度。

5 結語

為了構建起現代、系統、高效的齒輪熱處理變形控制機制，減少齒輪變形量，使其始終處于良性運行狀態，避免不必要的費用支出。文章以齒輪熱變形處理變形控制作為研究對象，在現有的技術框架下，通過對齒輪金屬材料淬透性的有效控制，增強齒輪加工溫度控制精確度，構建起齒輪最終熱處理工藝機制。通過上述處理方式，技術人員得以有效控制齒輪熱處理變形量，使得齒輪始終處于良性運行狀態，為后續齒輪傳動裝置的運轉營造出更為良好的技術氛圍。