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建筑机械主动圆锥齿轮采用高频加热电源进行热处理

建筑机械多数为重型设备,其关键的传动部件为驱动桥弧齿锥齿轮,在工作过程中承受较大的载荷,齿轮的齿部和根部受到周期性的挤压和摩擦作用,工况条件恶劣,其结构的优劣、制造的精度、工作的可靠性以及使用寿命将对整机有重要的影响,因此要求其心部具有足够的强度和良好的韧性,表面具有高的硬度和硬化层深度,以抵抗载荷的作用。为了满足其工作需要,我们常用高频加热电源进行热处理,效果非常好。

(1)热处理工艺

1)技术要求 材料为20CrMnTi,淬火后齿表面硬度达到58-62HRC,心部硬度达到35-42HRC。

2)热处理工艺 根据齿轮的技术要求,结合具体的热处理工艺强化手段,采用淬火+低温回火处理的工艺是可以满足设计要求的。考虑到20CrMnTi钢碳氮共渗的温度与其淬火加热温度是一致的,另外由于合金元素钛的加入,使该钢加热到奥氏体温度仍能保持细小的晶粒,因此可以在共渗结束后直接采用高频加热电源进行淬火热处理,即850-870℃下淬入油中冷却,得到马氏体和残余奥氏体组织。随后在180-200℃的硝盐浴中进行低温回火处理,即可获得要求的各项技术要求。

(2)热处理工艺分析与实施要点

齿轮经过淬火处理,目的是表层获得高的硬度和耐磨性,而心部仍具有良好的强度和韧性等,可确保在服役过程中,表面无非正常失效现象的发生。因此如何在淬火过程中编制和正确执行则是产品质量得到保证的原因所在。

1)采用高频加热电源进行重新加热时淬火温度偏低,心部出现大量的未熔铁素体,引起心部硬度的显著降低,淬火时共渗层出现表面脱碳,引起次表层基体强度的降低等。因此应严格执行热处理工艺规定,避免不合格产品的产生,使产品处于有效的过程控制状态中。

2)淬火冷却到室温后进行充分的回火,能有效地避免齿轮断齿现象,其原因在于减少了残余奥氏体的数量,提高了基体的整体硬度。

3)20CrMnTi钢制作的齿轮具有良好的淬透性,因此其心部的硬度经过淬火+低温回火,完全能够达到工艺要求,该硬度下的齿轮的基体强度、韧性和塑性等均能符合其服役的条件,但需要注意的是如果淬火温度低或保温时间短,或淬火冷却速度低,则有可能造成基体未加热透或淬火硬度低,无法确保表面和基体硬度等符合要求,因此应严格制订和正确实施工艺参数。

热处理工艺的好坏直接影响着工件的质量,因此,我们在采用上述工艺进行热处理时,一定要认真,仔细,以免工件产生缺陷影响其使用寿命。