收藏我的秘密|齿轮加工工艺及热处理，钢材的热处理知识
【收藏我的秘密|齿轮加工工艺及热处理，钢材的热处理知识】文/大山
一般零件生产的工艺路线：毛坯生产—预备热处理—机械加工—最终热处理—机械精加工 。 在零件加工中一般要经历两次热处理 ， 即预备热处理和最终热处理 。
预备热处理:预备热处理:退火（炉冷）;正火（空冷） ， 以得到珠光体类组织;
其目的是调整硬度 ， 便于切削加工；改善组织（均匀组织、均匀成分、消除网状碳化物等）；细化晶粒 ， 为最终热处理做组织准备
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最终热处理:淬火：以得到M组织 ， 提高强度硬度;回火：低温回火 ， 得到M′ ， 消除应力 ， 保留高硬度；中温回火 ， 得到T′ ， 高弹性极限；高温回火 ， 得到S′ ， 良好综合力学性能
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退火、正火、淬火的区别与联系：
加热保温的目的均为A化 ， 具体温度看成分和是否完全A化 。
亚共析钢均为完全A化 ， Ac3+30~50℃ 。
过共析钢 ， 正火为完全A化 ， Accm+30~50℃ 。
退火淬火为不完全A化 ， Ac1+30~50℃ 。
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冷却阶段：退火炉冷 ， 得到珠光体；正火空冷 ， 得到细珠光体（S）；淬火快冷（水、油） ， 得到M类组织 。
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表面和心部要求不同（表硬里韧）零件的热处理
中碳钢：调质→表面淬火→低温回火（表面50～55HRC ， 心部265～280HBS）；
低碳钢：渗碳→淬火→低温回火（表面56～62HRC ， 心部156～179HBS）；
38CrMoAl：调质→氮化（表面>700HV ， 心部26～33HRC ， 高精度）
下面我们以齿轮热处理为例讲解：
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齿轮工作条件－用于传递动力、改变方向或速度的重要零件 ， 受力情况复杂 。
常见失效形式—齿轮接触面磨损或齿面塑性变形（表面硬度不足）；齿轮面剥落（疲劳损坏、点蚀）；
断齿（韧性低或强度低或超载） 。
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齿轮的技术要求—齿面高的硬度、接触疲劳、耐磨损性能；齿轮根部及齿轮具有高的强度和韧性 。
齿轮用钢——低、中碳钢 。
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齿轮热处理工艺
1、渗碳齿轮：材料：20CrMnTi、20Cr、30CrMnTiA等 。 服役场合：高速重载（汽车齿轮）
工艺：
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1)正火：目的为细化晶粒；调整硬度 ， 便于切削加工 ， 加热至Ac3+30～50℃,空冷,得到细珠光体+(少量铁素体) 。
2）渗碳：提高表面含碳量 ， 920～930℃保温3～9h 。
3)渗碳后淬火：获得马氏体 ， 提高表面硬度 ， 直接淬火或一次淬火 。 理想组织：表面：隐针M+Ar（少量）+碳化物 ， 心部:低碳M+F（少量） 。
4)回火：消除淬火应力 ， 低温200℃ ， M→M回
渗碳齿轮热处理后应达到如下要求：
1）表面层硬度HRC58～63 ， 心部HRC31～45
2）表面和心部应具有细晶粒组织
3）表面的金相组织应是细针状或隐晶马氏体组织 ， 沿晶界
不允许有网状碳化物 ， 仅允许少量粒状碳化物和残余奥氏体
4）表面和心部之间应有足够过渡层
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