控制齿轮淬火畸变环节须知

齿轮淬火是造成畸变的主要环节。控制淬火畸变的基本方法是尽可能地使齿轮各部位冷却均匀。除此之外，还有一些值得注意的问题：

一、钢材本身的淬透性对畸变的影响。钢材淬透性越高，即参与组织转变的体积也越大。当工件完全淬透整体均呈马氏体时，淬火前后的体积差达到最大，含碳量1%的钢材体积变化约为 1%; 如果只淬透一半，即体积的一半淬火成马氏体，则淬火前后的体积差将比前者小一倍，因此，淬透性愈小，淬火畸变也就愈小。反之齿轮的淬火畸变就越大。

在许多渗碳齿轮中，为了解决畸变问题常常采用降低心部硬度的办法，然而，从齿轮强度来考虑，心部硬度又不能太低，因为很多齿轮疲劳失效的一个重要的原因就是心部硬度偏低，所以，这成为齿轮生产中的一大矛盾。为了解决齿轮强度与热处理畸变对齿轮心部硬度要求的矛盾，必须合理限制钢材的淬透性。

实验表明，只要钢材淬透性(或心部硬度) 相近，其畸变也相近，这就为控制畸变提供了有利的条件。对于齿轮淬火畸变而言，钢材的淬透性高低固然重要，但更重要的是钢材淬透性带宽，即淬透性的波动程度。正是因为钢材的淬透性对齿轮淬火畸变有重要的意义，各国都将淬透性纳入钢材标准。近年来，淬透性带宽度进一步变窄，如德国的《渗碳淬火钢交货技术条件》中就新规定了窄淬透性钢，其带宽由普通淬透性钢的8 HRC 减小到5 HRC。我国于2004年发布的新标准也比原标准缩小了淬透性带的宽度。

二、压力强制淬火。国内众多齿轮生产者在观念上主张自由淬火，以求简化工艺，方便操作，降低成本，压力强制淬火工艺及设备的发展也因此受到很大的影响。遗憾的是，象锥齿轮这类具有结构特殊性的齿轮采用自由淬火难于控制畸变，几十年来，锥齿轮的畸变一直困扰着我国的齿轮行业。实际上，在热处理生产中对于像细小麻花钻头及细长杆件等工件的弯曲畸变，大家都认可采用压力校直，以此实现了稳定的批量生产；而对于齿轮制造中的薄壁大圆盘锥齿轮以及汽车同步器齿套之类的零件，采用压床淬火同样可以将生产过程及热处理工艺中存在的各种潜在畸变因素在强压下消除或减小其影响作用，从总体上比自由淬火付出的代价要低得多。因此，压床强制淬火应当是一种重要而不可缺的工艺方法。

  最近，国外开发了一种模压式感应淬火工艺，用于特殊齿轮，特别是伞齿轮和同步器齿套的淬火，取得了明显效果。这种   新工艺综合了感应淬火和模压式淬火的优势，可使畸变大大减小，并且可以减少或取消后续工序。而且，由于感应淬火采  用水基冷却液淬火，所以热处理后的齿轮不需要清洗。同时，内置的感应器不仅可以加热淬火，还可以用来加热回火零件  而不需要附加的设备，因此生产成本大大降低。