苏ICP备112451047180号-6
40Cr机床齿轮的热处理工艺制定
摘要：为获得理想的组织与性能，保证40Cr机床齿轮在生产过程中的质量稳定性和使用寿命，就必须从工件的特点、要求和技术条件，认真分析产品在使用过程中的受力状况和可能失效形式；再根据规模、现场条件、热处理设备提出几种可行的热处理。文章通过不同的淬火温度、回火温度对40Cr进行热处理，通过处理后出现的问题及对数据和金相组织分析，最终确定出最合理的热处理参数及工艺。
关键词：40Cr机床齿轮;失效形式;热处理工艺;缺陷;
Heat treatment process of 40 cr machine gear set
Abstract：In order to obtain ideal microstructure and properties, ensure the quality of 40 cr gear machine tool in the process of production stability and service life, must be based on the features of the artifacts, requirements and technical conditions, the earnest analysis product in the process of using stress state and possible failure modes; According to, the scale, site conditions, heat treatment equipment, puts forward several feasible heat treatment. In this paper, through the different quenching temperature and tempering temperature on the 40 cr in heat treatment, after processing the problems and analysis of data and microstructure
Keywords:40 cr machine gear; Failure modes; Heat treatment process;The defect;
目录
一、 引言······································4
二、 机床齿轮的服役条件分析及性能要求·······················4
（一）工作条件分析·····························4
（二）主要的失效形式····························5
（三）性能要求·······························5
三、机床齿轮材料的选择······························5
四、40Cr的C曲线·································7
五、机床齿轮热处理工艺线路及分析························8
（一）40Cr钢机床齿轮的工艺流程 ·····················8
（二）40Cr钢的热处理工艺设计··························9
六、40Cr钢机床齿轮的热处理工艺理论基础、原则················14
（一）40Cr钢的正火工艺理论基础、原则···················14
（二）40Cr钢的调制工艺理论基础、原则·················15
（三）40Cr钢的高频淬火工艺理论基础、原则···············16
（四）40Cr钢的回火工艺理论基础、原则····················17
七、选择设备、仪表和工夹具··························18
（一）设备··································18
（二）仪表·····································18
（三）设计工夹具·······························19
八、40Cr钢机床齿轮的热处理常见缺陷的预防及补救方法············20
（一）正火时常见的缺陷的预防及补救方法···············20
（二）调制处理常见的缺陷与预防、补救················20
（三）高频淬火常见的缺陷与预防、补救················22
（四）回火缺陷与预防、补救······················22
九、质量检测项目································23
（一）工件变形检查···························23
（二）硬度检查······························23
（三）淬硬层深度检查··························23
（四）金相组织检查···························23
十、热处理工艺卡·······························24
（一）40Cr钢正火工艺卡·························24
（二）40Cr钢调质工艺卡·························25
（三）40Cr钢淬火工艺卡·························26
（四）40Cr钢回火工艺卡·························27
十一、结论······································27
十二、小结与致谢···································28
参考文献·····································29
一、 引言
齿轮是机床中重要的传动部分，主要承受冲击载荷，交变载荷，剪切应力和接触应力。表面应具有一定的硬度和耐磨性。为了满足这些性能要求，材料要有很好的力学性能，长采用40Cr钢正火，调质，感应加热淬火加低温回火以达到所要求的性能。
40Cr为中碳合金钢，预备热处理是正火，主要目的是为了获得一定的硬度，便于钢坯
的切削加工，为调质做好组织准备。调质的主要目的是为了提高机床齿轮的综合力学性能。中频感应加热表面淬火是使零件表面得到高的硬度和耐磨性，而心部仍保持一定的强度及较高的塑性、韧性。通过对40Cr钢热处理工艺的分析，明确在执行热处理工艺过程中所需要注意的问题。能够正确确定加热温度、时间，保温时间，冷却方式，其目的就是通过正确的热处理工艺，达到所需要的性能，保证质量。根据机床齿轮的工作条件，失效形式及性能要求，大部分材料选择为合金中碳钢，在设计正火-调质-高频淬火加低温回火热处理工艺中，根据工艺设计的理论基础设定了完整的热处理工艺流程，使热处理的40Cr中碳合金结构钢表面除具有高硬度，高耐磨性外，高的疲劳强度，在高温下的强度，还要使心部具有高的的强度和韧性，从而满足机床齿轮的质量要求。齿轮用于机械装置中功率的传递与速度的调节,在汽车、拖拉机、机床、起重机械等产品中不仅有着重要的作用,而且用量相当大。齿轮工作时,通过齿面的接触传递动力,齿部承受很大的交变弯曲应力和接触应力的作用,在相互啮合的齿面上会有强烈的摩擦。啮合不均匀时,还会产生冲击力。齿轮的损坏形式主要是齿部折断和齿面的过度磨损。根据齿轮的受力情况和失效分析,可知齿轮一般都需经过适当的热处理,以提高承载能力和延长使用寿命。
参考文献
[1]张士林, 任颂赞. 简明铝合金手册[M]. 上海: 上海科学技术文献出版社, 2006.
[2]潘复生, 张丁非. 铝合金及其应用[M]. 北京: 化学工业出版社, 2006.
[3]中国有色金属工业年鉴编辑委员会. 中国有色金属工业年鉴[M].
[4] 石德珂. 材料科学基础. 北京：机械工业出版社，2002.
[5] 王运炎. 机械工程材料. 北京: 机械工业出版社, 2000.
[6] 赵忠. 金属材料及热处理. 北京: 机械工业出版社, 2000.
[7] 许德珠. 机械工程材料. 北京: 高等教育出版社, 2001.
[8] 周凤云. 工程材料及应用. 武汉: 华中科技大学出版社, 2002.
[9] 张玉庭. 热处理技师手册. 北京: 机械工业出版社, 2005.
[10] 樊东黎. 热处理技术数据手册. 北京: 机械工业出版社, 2006, 4.
[11] 雷廷权. 金属热处理工艺方法500种. 北京: 机械工业出版社, 1998, 10.
[12] 秦启泰. 应用热处理. 金盾出版社, 1997, 2.
摘要：为获得理想的组织与性能，保证40Cr机床齿轮在生产过程中的质量稳定性和使用寿命，就必须从工件的特点、要求和技术条件，认真分析产品在使用过程中的受力状况和可能失效形式；再根据规模、现场条件、热处理设备提出几种可行的热处理。文章通过不同的淬火温度、回火温度对40Cr进行热处理，通过处理后出现的问题及对数据和金相组织分析，最终确定出最合理的热处理参数及工艺。
关键词：40Cr机床齿轮;失效形式;热处理工艺;缺陷;
Heat treatment process of 40 cr machine gear set
Abstract：In order to obtain ideal microstructure and properties, ensure the quality of 40 cr gear machine tool in the process of production stability and service life, must be based on the features of the artifacts, requirements and technical conditions, the earnest analysis product in the process of using stress state and possible failure modes; According to, the scale, site conditions, heat treatment equipment, puts forward several feasible heat treatment. In this paper, through the different quenching temperature and tempering temperature on the 40 cr in heat treatment, after processing the problems and analysis of data and microstructure
Keywords:40 cr machine gear; Failure modes; Heat treatment process;The defect;
目录
一、 引言······································4
二、 机床齿轮的服役条件分析及性能要求·······················4
（一）工作条件分析·····························4
（二）主要的失效形式····························5
（三）性能要求·······························5
三、机床齿轮材料的选择······························5
四、40Cr的C曲线·································7
五、机床齿轮热处理工艺线路及分析························8
（一）40Cr钢机床齿轮的工艺流程 ·····················8
（二）40Cr钢的热处理工艺设计··························9
六、40Cr钢机床齿轮的热处理工艺理论基础、原则················14
（一）40Cr钢的正火工艺理论基础、原则···················14
（二）40Cr钢的调制工艺理论基础、原则·················15
（三）40Cr钢的高频淬火工艺理论基础、原则···············16
（四）40Cr钢的回火工艺理论基础、原则····················17
七、选择设备、仪表和工夹具··························18
（一）设备··································18
（二）仪表·····································18
（三）设计工夹具·······························19
八、40Cr钢机床齿轮的热处理常见缺陷的预防及补救方法············20
（一）正火时常见的缺陷的预防及补救方法···············20
（二）调制处理常见的缺陷与预防、补救················20
（三）高频淬火常见的缺陷与预防、补救················22
（四）回火缺陷与预防、补救······················22
九、质量检测项目································23
（一）工件变形检查···························23
（二）硬度检查······························23
（三）淬硬层深度检查··························23
（四）金相组织检查···························23
十、热处理工艺卡·······························24
（一）40Cr钢正火工艺卡·························24
（二）40Cr钢调质工艺卡·························25
（三）40Cr钢淬火工艺卡·························26
（四）40Cr钢回火工艺卡·························27
十一、结论······································27
十二、小结与致谢···································28
参考文献·····································29
一、 引言
齿轮是机床中重要的传动部分，主要承受冲击载荷，交变载荷，剪切应力和接触应力。表面应具有一定的硬度和耐磨性。为了满足这些性能要求，材料要有很好的力学性能，长采用40Cr钢正火，调质，感应加热淬火加低温回火以达到所要求的性能。
40Cr为中碳合金钢，预备热处理是正火，主要目的是为了获得一定的硬度，便于钢坯
的切削加工，为调质做好组织准备。调质的主要目的是为了提高机床齿轮的综合力学性能。中频感应加热表面淬火是使零件表面得到高的硬度和耐磨性，而心部仍保持一定的强度及较高的塑性、韧性。通过对40Cr钢热处理工艺的分析，明确在执行热处理工艺过程中所需要注意的问题。能够正确确定加热温度、时间，保温时间，冷却方式，其目的就是通过正确的热处理工艺，达到所需要的性能，保证质量。根据机床齿轮的工作条件，失效形式及性能要求，大部分材料选择为合金中碳钢，在设计正火-调质-高频淬火加低温回火热处理工艺中，根据工艺设计的理论基础设定了完整的热处理工艺流程，使热处理的40Cr中碳合金结构钢表面除具有高硬度，高耐磨性外，高的疲劳强度，在高温下的强度，还要使心部具有高的的强度和韧性，从而满足机床齿轮的质量要求。齿轮用于机械装置中功率的传递与速度的调节,在汽车、拖拉机、机床、起重机械等产品中不仅有着重要的作用,而且用量相当大。齿轮工作时,通过齿面的接触传递动力,齿部承受很大的交变弯曲应力和接触应力的作用,在相互啮合的齿面上会有强烈的摩擦。啮合不均匀时,还会产生冲击力。齿轮的损坏形式主要是齿部折断和齿面的过度磨损。根据齿轮的受力情况和失效分析,可知齿轮一般都需经过适当的热处理,以提高承载能力和延长使用寿命。
参考文献
[1]张士林, 任颂赞. 简明铝合金手册[M]. 上海: 上海科学技术文献出版社, 2006.
[2]潘复生, 张丁非. 铝合金及其应用[M]. 北京: 化学工业出版社, 2006.
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[5] 王运炎. 机械工程材料. 北京: 机械工业出版社, 2000.
[6] 赵忠. 金属材料及热处理. 北京: 机械工业出版社, 2000.
[7] 许德珠. 机械工程材料. 北京: 高等教育出版社, 2001.
[8] 周凤云. 工程材料及应用. 武汉: 华中科技大学出版社, 2002.
[9] 张玉庭. 热处理技师手册. 北京: 机械工业出版社, 2005.
[10] 樊东黎. 热处理技术数据手册. 北京: 机械工业出版社, 2006, 4.
[11] 雷廷权. 金属热处理工艺方法500种. 北京: 机械工业出版社, 1998, 10.
[12] 秦启泰. 应用热处理. 金盾出版社, 1997, 2.