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。

锥齿轮要求渗碳层深度为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，部分主动齿轮裂纹严重贯穿齿根与齿顶处，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，同事出现严重的次生裂纹，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，带状组织严重引起的，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严重超差造成的。由于带状组织严重，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异性明显，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。

根据以上分析，提出工艺改进措施如下：

（1）生产中从首工序严吧材料检验质量关口，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质量，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。

柴油机高强度螺栓采用中频淬火机进行热处理的具体工艺

大功率船用MAN32/40柴油机的贯穿螺栓、横向拉紧螺栓、缸盖螺栓等均为高强度螺栓，制作材料均为30Cr2MoV，其主要化学成分（质量分数）为：0.26%-0.34%C，0.17%-0.37%Si，0.40%-0.70%Mn，≤0.035%P，≤0.003%S，2.3%-2.7%Cr，0.15%-0.25%Mo，0.10%-0.20%V，≤0.20%Cu。要求热处理后的硬度为340-370HBW。为满足工作需要，采用中频淬火机进行热处理，效果良好。

原生产工艺为860℃油淬+560℃油冷，经此工艺处理后的硬度是370HBW，强度1270MPa，处于要求的上限。由于以上几种螺栓的螺纹为M48×3，且要求滚压一次成形，因其基体强度高，相应的硬度也高，因此在机械加工滚压螺纹时，必须施加较大的压力，导致滚丝轮磨损严重，生产成本增加。为此，通过调整回火温度，以降低基体硬度，保证抗拉强度在下限的工艺试验，以满足后续加工的要求。

淬火设备为中频淬火机，淬火温度为860℃，油淬；回火温度分别为585℃、590℃和595℃，油冷。

通过实验可以看出，经860℃淬火+595℃回火后，其硬度为345HBW，处于性能要求的下限，同时，其强度也能满足要求。

经860℃淬火＋590℃回火后的金相组织为回火索氏体组织，由于回火索氏体组织具有良好的综合力学性能，在这种状态下，工件有较高的强度和韧性，完全可以满足工件的性能要求。

杂谈高频淬火机在几个重要领域的应用

在了解高频淬火机后都会知道高频回火也可以称作高频加热设备，高频感应加热设备等等，高频淬火机的被命名的原因是在淬火方面的应用，举例说明，轴类工件使用高频淬火机淬火，方便快捷，配套数控淬火机床轴类淬火自动化提高。高频淬火机的常淬火工件齿轮，链轮，甭管内壁，无尽工具，汽配件的淬火，这些领域淬火的应用，内齿圈淬火设备技术参数，改变了局部整体淬火均匀度和效率。

高频淬火机的另一个应用就是透热锻造，螺栓螺母的标准件的应用使标准件的生产效率提高，生产成本降低，生产出来的产品质量也大大提高了，浙江，河北两大生产标准件的地方都以全部使用高频加热炉。高频加热炉替代了旧时的加热方式，这是一件革命性的改变。在透热方面的应用，方钢折弯，u型螺栓的折弯，汽车稳定杆的锻造，各种金属件的加热锻造，在规格使用范围内都可以使用。

高频淬火机还可以作为线材的退火，车刀硬质刀具的焊接，小型的融化都可以。

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