1 引言

   齒輪滲碳淬火的變形直接關系(Xi)到齒輪質量指标。對于滲碳淬火[Huo]的[De]齒輪，特别是大型[Xing]齒輪，其變形量很大，且難以控(Kong)制。較大的變[Bian]形不僅會[Hui]使磨(Mo)齒加工的磨[Mo]量增加，成本提高[Gao]，而且影響齒輪制[Zhi]造精度，降低承載(Zai)能力，最終壽命也會大大[Da]下降。齒輪[Lun]滲碳(Tan)淬火熱處理變形(Xing)主要是由于工件在機加(Jia)工時産生的殘餘(Yu)應力，熱處理過程中産生的熱應(Ying)力和組織應力以及工件自(Zi)重變形等共同作用[Yong]而産生的。影響齒輪滲碳淬[Cui]火變形的因[Yin]素很多，包括[Kuo]齒[Chi]輪的幾何形狀、原材料及冶金質量、鍛造和機[Ji]加(Jia)工的殘餘應力(Li)、裝料方式和(He)熱處理工[Gong]藝及設備等[Deng]諸方面(Mian)。掌握變形規律，減少齒輪滲碳(Tan)淬火變形，能夠(Gou)提高齒輪[Lun]的承載能力和使用壽命(Ming)，對縮短制造周期，降低生産成本也都具[Ju]有重要意義。

      2 齒輪[Lun]滲碳淬火變形規[Gui]律

   對齒輪質量[Liang]和壽命影響(Xiang)最[Zui]大的變形來自[Zi]齒輪外(Wai)徑(Jing)、公法線長度和螺旋[Xuan]角等。一般說來[Lai]，變形趨勢如[Ru]下(Xia)：

      2.1 齒輪變形規律[Lü]：齒輪滲碳(Tan)淬火後齒頂圓[Yuan]外[Wai]徑呈明[Ming]顯脹大趨勢，且[Qie]上下不均勻呈[Cheng]錐形(Xing)；徑長比越大，外徑脹(Zhang)大量越大。碳濃度失控偏[Pian]高時，齒(Chi)輪外徑[Jing]呈收縮趨[Qu]勢。

      2.2 齒[Chi]輪軸變形規律(Lü)：齒頂圓外[Wai]徑(Jing)呈明顯收縮趨(Qu)勢，但一根齒軸的(De)齒寬方向(Xiang)上，中間[Jian]呈縮小，兩端略有脹大(Da)。

      2.3 齒圈變形[Xing]規律[Lü]：大型齒(Chi)圈經滲碳淬[Cui]火後，其外徑[Jing]均脹大，齒寬大小不同時，齒寬方向呈(Cheng)錐形或腰[Yao]鼓形(Xing)。

      3 滲碳淬火變形原因

      3.1 滲碳件變形的實[Shi]質

   滲碳[Tan]的低碳鋼，原[Yuan]始[Shi]相結構是(Shi)由鐵素體和少量珠光體組成，鐵素體量約占整個[Ge]體積的80%。當加熱至AC1以上溫度時，珠光體轉變為奧氏體，900℃鐵素體(Ti)全部轉變為奧氏體。910—930℃滲碳(Tan)時，零件表面奧氏(Shi)體區碳濃度(Du)增加至0.75—1.2%，這[Zhe]部分碳濃度高的奧氏體冷至[Zhi]Ar1以下才開始向珠光體、索氏(Shi)體轉變，而心[Xin]部區的低碳奧氏體(Ti)在900℃即開始[Shi]分解為鐵素體[Ti]，冷至[Zhi]550℃左右全部轉變[Bian]完成。心部奧氏(Shi)體向鐵素(Su)體轉變是比容增大的過(Guo)程，表層奧氏體冷卻時是熱收縮量增加的變化過程。在[Zai]整個冷卻過程(Cheng)中，心(Xin)部鐵素體生[Sheng]成時總是受[Shou]着表層高碳奧氏體區(Qu)的壓應[Ying]力。此外，齒(Chi)輪由于模數大、滲層(Ceng)深，滲碳時間較長，由于自重影[Ying]響，也會增加變形。

      3.2 齒輪滲(Shen)碳淬火(Huo)變(Bian)形的原因

   工件淬火時，淬火(Huo)應力越[Yue]大，相[Xiang]變越[Yue]不均勻，比容差越(Yue)大[Da]，則淬火變(Bian)形越嚴重。淬火變形還與鋼[Gang]的(De)屈服強度[Du]有關，塑性變(Bian)形抗[Kang]力越大，其變形程度就越小。

      3.3齒[Chi]圈變形原因[Yin]

      3.3.1齒圈厚薄的影響，淬火冷卻時[Shi]各部位冷卻速度的[De]差别(Bie)而導緻組織轉[Zhuan]變的不同；

      3.3.2因裝夾等不當及零[Ling]件自重導[Dao]緻變形(Xing)；

      3.3.3淬(Cui)火時産生(Sheng)的(De)應力不[Bu]平衡(Heng)是(Shi)變形的主原因。

      4、解(Jie)決變形的主要途徑

      4.1将滲[Shen]碳改為碳[Tan]氮共滲(Shen)；

      4.2優化熱處理工藝[Yi]方法，降低出(Chu)爐[Lu]淬火溫度（特别[Bie]是齒圈更(Geng)應嚴格控制）；

      4.3消(Xiao)除碳氮共滲前的内[Nei]應[Ying]力；

      4.4控(Kong)制滲層(Ceng)及滲碳濃度；

      4.5選擇合理的淬火(Huo)冷卻速度。

   從齒輪、齒圈和齒輪軸滲碳淬[Cui]火冷卻[Que]各部(Bu)位冷卻[Que]速度、組織(Zhi)及硬度狀态比較分(Fen)析，可以發現[Xian]上中下各部位冷卻速度的差别(Bie)，以及表面、過渡區、心部冷卻速(Su)度差别，和其[Qi]組織轉變(Bian)的[De]不同時是造成齒輪變形的主[Zhu]要原因。減小齒輪滲(Shen)碳淬火變形[Xing]也要通過提高各環節的均(Jun)勻性來實[Shi]現。

   若改為碳氮[Dan]共滲并将工藝進[Jin]一步優化，得(De)到的結果是：在[Zai]提高質量[Liang]水平的同時又(You)降低制造成本的最佳效果。