齒輪熱處理變形的原因及控制方法

佟艷嬌 王國欣

摘要：齒輪通常的熱處理工藝為滲碳、碳氮共滲或氮化工藝。齒輪滲碳后出現變形將對齒輪的精度和使用壽命有一定影響。磨齒這一道工序也會出現變形，對齒輪的精度等級會有一定影響。出現熱處理變形的原因有許多，了解出現熱處理變形的原因，才可以將材料的變形幾率降低。因此本文對齒輪熱處理變形的變形原因進行了闡述，然后進一步介紹了齒輪熱處理變形的控制方法。

關鍵詞：齒輪;熱處理;變形

一、齒輪熱處理變形的原因

（一）齒輪材料的性質

工人在對齒輪進行熱處理操作的時候，會由于材料質地不同，而導致變形程度不同。并且在熱處理時如果處理的條件不同，以此造成同種材料的變形情況也會有所不同，也就是在對齒輪進行熱處理時，會受到齒輪材料的影響，因此齒輪的材料會直接影響其后期的使用效果與壽命。所以我們會對材料質量進行嚴格的控制，以此來保證熱處理的最好效果。

（二）齒輪的設計和制造

齒輪自身具備的幾何形狀和在進行熱處理時候的自身內應力分布的情況，會對齒輪在熱處理變形產生影響。如果想最佳設計就必須對熱處理之后的變形進行充分考慮，所以必須要對熱處理之后的變形進行充分考慮。工人在齒輪加工中精切前，去應力處理是可以有效減小熱處理變形的關鍵手段，可是當前因為經濟的因素往往達不到這個要求。

（三）熱處理工藝規程

在熱處理操作的環節中，熱處理工藝規程發揮著不可替代作用，他能科學合理的指導操作工藝和步驟，也只有熱處理工藝規程才能夠為熱處理操作提供可靠的指導，讓熱處理過程科學合理，以此減少變形情況的發生，足見它對熱處理的效果有著極為重要的影響?？墒蔷同F在看來我們對熱處理工藝規程的編制還不夠科學，讓其對熱處理工藝造成一定的影響，從而導致熱處理變形的發生。

（四）齒輪的機械加工

就已知情況看現在齒輪出現熱處理變形的幾率與機械加工是成正比，如果是加工工藝本身有了問題，那么齒輪就一定會出現拉花出口不正或者是刀具磨損切削等情況，也就是這些情況都會讓導致齒輪熱處理變形的幾率變大。在此之外如果金屬本身的鍛造過程中就存在了問題也會導致變形幾率變大。

二、齒輪熱處理變形的控制方法

（一）做好齒輪材質的選擇

眾所周知即使是同種鋼材的淬透性也存在差距，如果需要保證每批鋼材的淬透性也接近，就必須控制材料的淬透性，也就是要避免齒輪的熱處理變形情況，所以盡力控制齒輪公法線的長度與跨棒距的變形量之間也就存在差距來解決。當然，鋼材的淬透性本身受多方面因素的影響，比如齒輪模數、尺寸以及精度等。所以在選材時，就一定要結合鋼材本身的性能與熱處理工藝來選擇材料。鋼材本身含金量就是越低價格也就越便宜不過對于淬火工藝的要求也就越高。而含金量越高成本也就會越高，同樣也有利于淬火處理，所以我們就必須結合工藝設備與經濟情況來尋找一個平衡點[1-2]。

（二）采用合理的熱處理工藝

工人們在保證齒輪滿足淬火要求的情況下，一般都會選擇冷卻較為緩和這樣的介質，然后再對介質溫度進行合理控制。如果工人們在淬火介質選用普通的淬火油，就可以再添加一些添加劑改善其性能，以此確保其冷卻性能可以達到工藝的硬度要求。而淬火冷卻設備的選擇就必須要保證齒輪可以能冷卻均勻，而在淬火的過程中，出現形變的因素也是多種多樣的，介質本身的油溫也是導致變形的重要原因。通工人們在過觀察比較后發現淬火油溫對齒輪產生的影響比較大，所以就盡量選擇熱油淬火。

冷卻介質是熱處理工藝的重要組成部分，可以說熱處理工藝無法離開冷卻介質，當然回轉支承熱處理中淬火也是十分重要的環節，如果離開冷卻介質話，淬火工藝也就則難以實現了。工人們為確保淬火的效果，就必須要保證冷卻介質的各項化學與物理指標符合要求，和保證冷卻的溫度、速度，減少回轉支承淬火過程中發生的變形情況。假如工人在淬火過程中，冷卻的速度過快，回轉支承的變形量也就會相應增加。所以在淬火的時候就要合理選擇介質，以此保證熱處理的效果，防止工人們在熱處理的變形量增加回。

（三）機械加工的配合

工廠中工人會加強對齒輪加工過程的管理和控制。在工人對齒輪進行熱處理加工時，首先要保證工人加工技術的可靠性與加工的合理性，確保工人在齒輪加工的精準度，以此來提升其穩定性，最后加大對熱處理環節的處理。比如，工人在切削齒輪時，必須要保證加工設備是否穩定與切削刀具是否合適，工人在切削過程中也要盡力保證相關的參數、速度等要符合加工要求。工人在對工工藝進行控制的時候，就需要滿足熱處理的溫度要求與減少引領對齒輪造成的影響;同時工人也要熟練掌握熱處理操作規程，以此確保操作的規范性和科學性[5]。

三、結束語

影響齒輪熱處理變形的原因有很多，其中熱處理的工藝處理溫度是主要影響因素，雖然熱處理變形控制很難把握，但是仍要不斷提高熱處理工藝水平，尋找合適熱處理工藝溫度，避免齒輪產生變形。

參考文獻：

[1]梁寒凌.探究齒輪熱處理變形控制lil世界有色金屬，2018（14）：246-247.

[2]陳正國，郝豐林.影響齒輪熱處理變形的幾個重要因素[J].金屬加工（熱加工），2017（09）：50～52..

[3]楚大鋒.齒輪真空滲碳熱處理變形控制探析[J].汽車工藝與材料，2015（03）;48-51.

[4]王延忠，陳云龍，張祖智，陳燕燕，劉腸.基于DEFORM有限元仿真的弧齒錐齒輪熱處理過程殘余應力與變形分析[J].機械傳動，2016，40（01）：148-152.

[5]楊鍇，程濤.典型凸輪軸齒輪熱處理變形控制的提升及工裝夾具的個性化應用[J].金屬加工（熱加工），2014（11）：26-30.