齿轮热处理缺陷分析
时间：2025-05-15
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齿轮
热处理缺
陷分析
黑龙江省农业机械化学校苎堡生辽宁省交通高等专科学校墨—生【要】机械中广泛应用的硬齿面齿轮在服役备件下出现断裂，量磨摘对过损、变形等主要缺陷进行较系统分析，出了改善齿轮必备机械性能的方法，提在实际生产中具有一定的参价值。
￣ i堕垫堡堕垫 E,兰竺醚 3 -,:齿轮在各种机械中，动力传递的主要零件是在工作时.齿轮的齿面受周期性弯曲应力和接角压血
表 1交变应力作用下齿轮选材及热处理方法工作条件钢种热处理 变形零件弗状
应力的作用，在启动.挡及振动时，根会受到突换齿然的冲击力齿面相互滚动，动，在着较大摩擦惜存力. 为齿的折断，面剥落和疲劳磨损等。因此要求齿齿轮应具备以下主要性艟；
障递功率大 .摩擦压力低台金钢垂硪丑较小简单。复杂谇火大均可
在多种应力作用下，轮的损坏形式主要表现尢.速度不高，击太低硪钢齿冲
传递功率大，擦压巾碳钢频淬业小摩高大，速度高，冲封
简单
( )的夸曲疲劳强度和高接触疲劳强度 1高( )面有高硬度爰高耐磨性： 2齿(】部应有足够的强度和韧性 . 3心
愕递功率大，擦压力中硪台氧化处理撅小简单。杂摩 复、、
速度膏 .冲击小金钢
均可
但是，由于齿轮的热处理工艺及零件材料诸方面的原因.导致产生的各种热处理缺陷，速了齿轮加,
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局都损坏甚至完全失效。
2。
齿轮表面为回业高碳马氏体，保证齿面具有以高硬度 ( HRC 0~ 6 )良好的耐磨性 . 6 3及 心部主体为回业低碳马氏体，齿轮具有高强使度及冲击韧性 .
车文在对齿轮受力状态分析的基础上，出其提
必须的机械性能要求，时，同对齿轮热处理过程中易出现的缺陷及其对使用性能的影响进行讨论与分析。一 .
乎 . ,、,
=.齿轮热处理缺陷及其影响硬齿面齿轮选材及显撇组织齿轮在热处理过程中所产生的备类缺陷 (表见 2, )对其质量及使用寿命将产生潜在的或明显的不良影响
,现简述几种主要缺陷的影响 .
使用于不同机械中的齿轮，于受力条件，由工作
环境上的区别，其材质和热处理工艺也有较大的差异 (表 I。见 )
在林业机械中使用的齿轮多为硬齿面，体可大分为两类：重输送机械，起营韩机械用齿轮；车，汽拖拉机等运输工具用齿轮前者选材为中碗钢或中碗低音金钢，: 0如 4.4 .0,柏M r等。 5 4Cr 齿
表 2热处理方法及主要缺陷 话搀赴理方珐主要映陷名蒋
淬火处理谇止回火裂纹，度偏差不均硬硬质不均，蚊裂
齿轮表面淬硬层为中景回火马氏体，面具有齿高硬度，高耐磨性及高疲劳强度和韧性，以保证使用
中能承受较大的弯曲应力和冲击力 .后者多选用漆碳锕： 52,5 f 2C, 1、0 1c,0 r加Mn VB, 2Cr T . 0 r M o。1 2 4等 . 0 Mn i 2 CMn 8 N[W Cr
表面硬化高频谇火 裂垃 .髓均.化县均，钒引自硬硬蛆 善碳淬火 变热处理裂垃，●瞿晨屠辞麻点，硬度均 .埕● 氰化处理耀廑不等硬廑不均，化层均 .硬组织变形
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4— 0—
《机城设计与制造》t9 4 95
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1裂纹 _金属材料的局部破断称为裂纹 .它是完整金属在应力作用下，些薄弱部位发生的局部破断。裂某纹不仅破坷了盘属的连续性，且多数裂纹尾端很：而坏.造成事故 . 热处理产生裂纹的原因，热应力和组织应力是
提高金属材料的疲劳强度有明显的效果 . 在淬火回火高强度钢中。回火马氏体组织有最
一 。
尖锐，易引起应力集中，促使齿轮在低应力下提前破兰
雾础n0 5 O】 0
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O
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衄02 n6 l D
渗碳层厚度，样截面积试图 2誊碳层厚度对金属癍劳强度 .抗弯强度的髟响及
单独或综台作用造成应力集中的结果，其具体产但生原因又比较复杂，大体可归纳为 3:类 ()料锻造及机械加工时产生的裂纹， 1材在热处理过程中进~步扩展：
好的疲劳性能 .圈 3表示经淬火的 4钢光滑试样 5弯曲疲劳撮限与回火
温度的关系。4Cr 0 B有 0, Mn 4如图 3体相似的图形 .大回火温度越高，劳极限疲
() 2原材料本身有缺陷 (分偏析及碳化物不成均，夹杂物较多及结构缺陷等 )在热处理时促进裂，纹的产生和发展；
下降越严重。故齿轮使用中碳钢埠火后，低中温回火，以其组织能在一定的塑性韧性下有很高的抗拉强度，而疲劳授因
() 3热处理工艺规程或操作不当，轮出现裂纹齿
(即使是傲观裂纹 )使其力学性能降低，,特别是对疲劳强度 c . r的影响更明显，在使用中易产生折齿现象。一
2硬度 .硬度值过高或过低对齿轮造成不 蝴，蛐 良影响硬度瑚 :高则塑性低、性低，引起齿轮剥落和折齿；硬韧易而
强的 能较疲口性蠹 .响载，的缺 .度盔影力低劳毫 哦敏感淬火钢中非马氏体组织音量对疲劳强度影响很
%疲度低，将使疲劳强度降低，磨性下降，而造成过。大。钢中即使含有 5的非马氏体组织，劳授限耐从 也会降低 1%左右 .随着未涪铁索体的增加，劳 0疲重的磨损而失效，图 1示。如所 极限明显下降 .未窖铁紊体的形状也严重影响疲劳
:
授限及冲击韧性 .
HRC
图 1硬度对垒属疲劳强度 o及寿命 N的影响 -.
国HRC~
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