本篇文章给大家谈谈齿轮零件的选材及热处理工艺分析，以及齿轮常用的热处理工艺对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。
本文目录一览：
- 1、齿轮设计中的材料选择依据是什么?
- 2、齿轮常用材料及热处理方式是什么?
- 3、...承受一定的冲击载荷,拟采用下列材料和热处理工艺:
- 4、如何选择制造变速器齿轮选择材料及热处理工艺
- 5、齿轮设计中,材料如何选择
- 6、举例一对硬齿面齿轮所选用的材料和热处理工艺
齿轮设计中的材料选择依据是什么?
齿轮设计中的材料选择依据：根据齿轮破损度来看，在设计齿轮的时候，我们要选择耐磨性，抗腐蚀，抗变形，抗折断，抗胶合等能力较高的材料。考虑齿轮尺寸的大小、毛坯成型方法及热处理和制造工艺。工作条件的要求是选择齿轮材料时首先应考虑的因素。生活中经常使用的齿轮材料有：钢，铸铁，非金属材料等。
矿山机械中的齿轮传动一般功率大，工作速度低，周围环境粉尘含量高，所以常选用铸钢或铸铁；家用和办公机械的功率很小，但要求传动平稳，低噪音或无噪音，在较少润滑的情况下也能正常工作，因此经常使用工程塑料作为齿轮材料。总之，工况要求是选择齿轮材料时首先要考虑的因素。
选择的材料要根据齿轮所受的力来决定，根据齿轮所在轴的转矩等物理量求得齿面受到的应力，根据安全系数算出所允许的最低强度极限，选取比这个强度极限大的材料。两者的材料可以相同也可以不同，根据具体情况选定。
制造齿轮常用的钢有调质钢、淬火钢、渗碳淬火钢和渗氮钢。铸钢的强度比锻钢稍低，常用于尺寸较大的齿轮；灰铸铁的机械性能较差，可用于轻载的开式齿轮传动中；球墨铸铁可部分地代替钢制造齿轮 ；塑料齿轮多用于轻载和要求噪声低的地方，与其配对的齿轮一般用导热性好的钢齿轮。
齿轮的材料是根据你实际应用中的情况而确定，如预期寿命、工作环境、载荷等等，材料种类从普通碳素钢到合金钢到精炼钢、铸铁都有使用。通过实际应用情况确定齿轮材质及齿轮结构后。
由齿轮的失效形式可知，设计齿轮传动时，应使齿面具有较高的抗磨损、抗点蚀、抗胶合及抗塑性变形能力，而齿根具有抗折断能力，因此对齿轮材料性能的基本要求为齿面要硬，齿芯要韧。
齿轮常用材料及热处理方式是什么?
1、：通常是中碳钢或中碳合金钢如45#，35SiMn，40Cr，42CrMo等，经调质处理+齿面高周波处理（或氮化处理）；齿面硬度在HRc45-52（HV550-1280）。2：采用低碳或低碳合金钢如20#，20Cr，20CrMnMo，20CrNiMo等经渗碳淬火（碳氮共渗+淬火）处理；齿面硬度在HRc56-62。
2、齿轮制造主要使用珠光体和贝氏体球墨铸铁，牌号在QT500以上，热处理一般采用正火+回火。 ***1***球墨铸铁牌号、基体组织、力学效能及其各热处理状态下的力学效能球墨铸铁牌号、基体组织、力学效能见表2。 ***2***球墨铸铁热处理铸造齿轮毛坯的预处理一般采用退火、正火，也可进行正火+回火，或调质处理。
3、磷化处理，是另一种表面处理技术，它为齿轮带来了额外的润滑和防腐特性。磷化层不仅保护金属，还为后续油漆工艺提供良好的附着力，提升齿轮的使用寿命。总结来说，这些精密的热处理工艺，如同齿轮制造的炼金术，将材料的潜力转化为卓越性能。
4、钢制齿轮的热处理方法主要有以下几种：表面淬火 表面淬火常用于中碳钢和中碳合金钢，如 4 40Cr钢等。表面淬火后，齿面硬度一般为40～55HRC。特点是抗疲劳点蚀、抗胶合能力高。耐磨性好；由于齿心部分未淬硬，齿轮仍有足够的韧性，能承受不大的冲击载荷。
5、高频淬火，是指利用高频电流(30K-1000KHZ)使工件表面局部进行加热、冷却，获得表面硬化层的热处理方法，是对齿轮等工件进行一定深度的表面强化，而心部基本上保持不变，因而具有高强度、高耐磨性和高韧性的天热点，又因是局部加热，所以能显著减少淬火变形，降减能源消耗。
...承受一定的冲击载荷,拟采用下列材料和热处理工艺:
1、（4）20钢渗碳淬火和低温回火 工艺较为合理。由于齿轮要求具有高的耐磨性，并承受一定的冲击载荷，这就使得材料表面具有较高的硬度和耐磨性，而心部具有足够的强度和韧性，因此采用合金渗透钢。45钢属于调质钢，用于制造轴类零件，淬火后采用低温回火，并不是调质状态， 材料的抗冲击载荷性能性。
2、钢高频淬火、低温回火是最常用的，可以做中小齿轮，附加喷丸处理后效果最佳。45调质硬度肯定不够、T8太脆、20渗碳成本太高。
3、）40cr，工艺：加热830－850度，冷却：水－油。回火180－200度。组织：马氏体。硬度：48－52HRC．性能：强度一般，有很好的耐磨耐冲击性能。2）60SI2MN，工艺：加热860－880，冷却油。回火180－220。组织：马氏体。硬度57－6性能：耐冲击，耐疲劳，强度高，寿命高。
4、． 淬火：将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却，使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺。
5、正火工艺：880-940℃加热并保温3-4h后空冷，正火后硬度≤229HBS，切削加工性良好。12CrNi3模具钢采用气体渗碳工艺时，加热温度为900-920℃，保温6-7h，可获得0.9-0mm的渗碳层，渗碳后预冷至800-850℃后直接油淬或空冷，淬火后表层硬度可达56-62HRC，心部硬度为250-380HBS，变形微小。
6、退火 操作方法：将钢件加热到Ac3+30~50度或Ac1+30~50度或Ac1以下的温度（可以查阅有关资料）后，一般随bai炉温缓慢冷却。目的：降低硬度，提高塑性，改善切削加工与压力加工性能；细化晶粒，改善力学性能，为下一步工序做准备；消除冷、热加工所产生的内应力。
如何选择制造变速器齿轮选择材料及热处理工艺
一般机械齿轮最常用的材料是45和40Cr，其热处理方法选择如下：（1）整体淬火：强度、硬度（HRC50-55）提高，承载能力增大，但韧性减小，变形较大，淬火后须磨齿或研齿，只适用于载荷较大、无冲击的齿轮。应用较少。
准备原材料：选择合适的管坯，通常为钢锭或连铸坯。 加热：将管坯进行加热处理，以降低材料的硬度并提高可塑性。 穿孔：将加热后的管坯通过穿孔针，形成空心的钢管毛坯。 轧制：使用多道次的轧制工序，对钢管毛坯进行形状和尺寸的加工。
高频加热：100～500KHZ，常用200～300KHZ，为电子管式高频加热，淬硬层深为0.5～5mm，适于中小型零件。中频加热：电流频率为500～10000HZ，常用2500～8000HZ，电源设备为机械式中频加热装置或可控硅中频发生器。淬硬层深度2～10 mm。适于较大直径的轴类、中大齿轮等。
齿轮设计中,材料如何选择
1、制造齿轮常用的钢有调质钢、淬火钢、渗碳淬火钢和渗氮钢。
2、设计齿轮时，一对齿轮的材料必须选择相同的材料。如大小齿轮的材料都是45#钢，但小齿轮的表面硬度值与大齿轮的表面硬度值相差5～10度。
3、齿轮常用材料为 锻钢、铸钢、铸铁 。从齿轮的失效形式可以看出，在设计齿轮传动时，齿面应具有较高的耐磨性、抗点蚀性、抗胶合性和抗塑性变形性，而齿根应具有较高的抗断裂性。
举例一对硬齿面齿轮所选用的材料和热处理工艺
1、硬齿齿轮：齿面硬度大于350HB，1：通常是中碳钢或中碳合金钢如45#，35SiMn，40Cr，42CrMo等，经调质处理+齿面高周波处理（或氮化处理）；齿面硬度在HRc45-52（HV550-1280）。2：采用低碳或低碳合金钢如20#，20Cr，20CrMnMo，20CrNiMo等经渗碳淬火（碳氮共渗+淬火）处理；齿面硬度在HRc56-62。
2、由于硬齿面传动载荷大，使用寿命长，被广泛的应用。
3、一类是渗碳钢，主要用于制作承受载荷不是太大，但对耐磨性、抗冲击能力要求很高的齿轮，该类钢的热处理方式为 渗碳+淬火+低温回火；另一类是调质钢，主要用于制作承载较大的齿轮，该类钢的热处理方式为 淬火+高温回火+表面淬火。
4、制造齿轮常用的钢有调质钢、淬火钢、渗碳淬火钢和渗氮钢。铸钢的强度比锻钢稍低，常用于尺寸较大的齿轮；灰铸铁的机械性能较差，可用于轻载的开式齿轮传动中；球墨铸铁可部分地代替钢制造齿轮 ；塑料齿轮多用于轻载和要求噪声低的地方，与其配对的齿轮一般用导热性好的钢齿轮。
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