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齿轮淬火变形的分析和对策

7t火车后桥锥齿轮是汽车传递动力和改变速度的重要零件，工件材料为22crmoh钢。生产中发现，齿轮热处理后部分工件出现贯穿性裂纹，另外一些齿轮发现起边超差缺陷，造成不少齿轮失效报废。

锥齿轮要求渗碳层---为1.7-2.1mm，碳化物为1-5级，马氏体和残留奥氏体为1-5级，表面硬度为60-64hrc，芯部硬度为35-40hrc。检验发现齿轮花键根部应力集中部位是裂纹源处，裂纹沿轴向扩展贯穿轴颈本体，部分主动齿轮裂纹---贯穿齿根与齿顶处，开裂特征明显。金相组织检验发现，主动齿轮带状组织中铁素体带处是裂纹，裂纹扩展并与带状组织平行。部分裂纹呈锯齿状形貌，同事出现---的次生裂纹，部分裂纹呈碎裂状形貌。

分析认为，从动齿轮畸变超差失效是因工件组织均匀性差，带状组织---引起的，工件在热处理中各个部位膨胀系数以及相变比体积变化差异大，引起较大的组织应力，造成工件畸变过大超差而失效。主动齿轮出现轴向裂纹系因带状组织---超差造成的。由于带状组织---，相邻部位显微组织不同，差异很大，在外力作用下，性能薄弱处和强弱带间适应力集中处，该处力学性能低而各向---明显，并且处于高应力作用，其横向强度比纵向断裂强度明显低下，在热处理中产生的组织应力和热应力作用下，主动齿轮在应力集中薄弱区域萌生裂纹并扩展快裂。

根据以---析，提出工艺改进措施如下：

（1）生产中从首工序严吧材料检验关口，要求带状组织≤3级，其他各项技术参数，性能指标合格，不允许不合格材料混入生产流程。

（2）齿轮锻件毛坯件应进行金相检验，带状组织≤3级的合格坯件可进入加工程序，防止不合格锻件进入再加工工序。

（3）建议钢厂个锻造厂采用新技术工艺，提高钢材和锻件毛坯组织性能，为减少和消除齿轮组织缺陷和畸变裂纹缺陷失效奠定基础。

45钢采用高频淬火工艺的性能特点

45钢是一种比较碳素结构钢，以车轴为例，车轴是其中的一个应用方向，采用高频加热设备对45钢进行合理的热处理可以有效提高车轴的使用寿命。

车轴是种变径的圆柱体 ，要实现整体表面高频淬火，淬火均匀，淬火效果达标，传动轴淬火机那个牌子好，在很大程度上取决于感应器的结构设计。

加热使用感应器的设计应用主要考虑一下内容：

1.使被加热零件的表面温度均匀;

2.感应器损耗小 ，电;

3.感应器通水冷却---;

4.制造简单 ，有足够的机械强度 ，操作使用方便。

车轴高频淬火感应器用矩形紫铜管制造成圆形感应器 ，并通水冷却 ，零件瞬间加热后由附带喷水圈进行喷水冷却。为了---在感应加热中减少热损耗 提高加热效率 ，感应器与零件之间的间距尽可能小 ，但要有足够的间隙 ，---使感应器能与车轴的相对运动顺利进行。

加热温度和加热时间的关系当材料和原始组织一定时，相变温度随着加热速度增大而提高，为得到合格的淬火组织，相应的淬火温度也随之提高。车轴感应加热升温速度一般在 30～100 ℃/ s ，45钢车轴的表面淬火加热温度选择 890～960 ℃为佳 ，为了获得较深的淬硬层--- ，选择上限加热温度。较长的加热时间和较高的加热温度 ，可获得较深的加热--- ，反之 ，加热---较浅。

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