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变速箱齿轮热处理变形控制方法分析

发布时间:2022-04-05 11:34:32

变速箱是汽车的主要构成部分,并且是汽车的重要受力单元。重型汽车因为载重大、路况差,因此变速箱就会受到频繁冲击,鉴于此,重型汽车变速箱齿轮应该具备高强度、高耐磨性、高抗疲劳强度、高冲击韧性等机械性能,而这就需要严格控制热处理环节。

 

1齿轮在热处理后出现变形的原因

 

齿轮主要构成就是钢,其被进行热处理后,随着温度的提高,钢的韧性会不断减小,要是齿轮上局部的应力不能再受热的影响,就会导致齿轮产生变形,因为残余应力只会在齿轮局部表现出来,因此齿轮就会产生不规则的变形。齿轮在开展热处理的时候,因为加热速度过快,就会导致齿轮的表面出现升温过快的现象,而齿轮内部温度的提高就相对较慢,表面与内部的温度假如存在差异,就会导致齿轮产生不规则变形的现象,进而导致齿轮的形状存在一定的特殊性。

 

2影响热处理变形的因素

 

齿轮经热处理后所形成变形涉及各个层面上的因素,比如齿轮的设计、运用的材料、预热处理方式及过程、机械加工技术及刀具、热处理技术及设备等整个制造过程。达标的材料、精密的锻造、规范的预热处理、高效的冷热加工配合能够降低并且稳定热处理变形。鉴于此,一定要对齿轮热处理后的变形进行严格把控。

 

2.1齿轮的设计形状对热处理变形的影响

 

齿轮的设计结构会在很大程度上影响热处理变形,例如,齿轮设计结构不对称,结构均匀性差,实际在淬火的过程中,就常常会出现应力不均匀的问题,进而使得出现不规则变形的问题。热处理变形的影响程度由设计、材料、热处理等。鉴于此,在进行设计的过程中,一定要壁厚不能过于单薄,并且应该均匀对称,截面尺寸的比例差距不能过于悬殊。

 

2.2原材料的特性对热处理变形的影响

 

原材料的质量不但会对齿轮的热处理技术造成影响,还会在很大程度上影响齿轮的疲劳寿命。原材料的根本特性包括下面几点:淬透性、纯净度、晶粒度。淬透性系指原材料在淬火过程中,奥氏体转化成马氏体的难易情况。淬透性和热处理变形之间的关系呈正相关关系,并且合金元素含量同样会影响淬透性。并且合金元素影响热处理变形的机制是借助钢的屈服强度、临界转变温度等,间接使得热变形受到影响。要想使得热处理技术及变形能够更加稳定,就应该使得原材料具备一定相对稳定的淬透性范畴。鉴于此,现今国际上大都是基于自己产品的技术需求,明确淬透性范围,进而使得热处理过程及变形得到稳定。

 

2.3锻造对热处理变形的影响

 

锻造能够提升齿坯组织的均匀性,并且带状组织能够有效防止热处理变形的产生。可是锻造问题会使得热处理变形更加剧烈,锻造会使得金属流线出现不对称的问题,锻造温度太高,锻后冷却后就会出现不均匀的问题,并且终导致热处理变形存在很大的区别。齿坯锻造之后,通常金属纤维流线形状要沿齿坯外廓呈现对称性的分布,并且纵剖面。上流线应该呈现封闭状,此种流线形状毛坯热处理后变形相对规律,控制难度较小。

 

2.4预热处理对热处理变形的影响

 

预热处理的根本目标其实就是得到良好的组织,也就是完成细化晶粒的操作,进而使得残余应力被消除。实际的工艺过程是把锻坯加热到超过奥氏体转变温度,让锻坯。组织都转化成奥氏体,然后进行冷却,让组织都转化成铁素体加珠光体组织,进而得到良好的塑性及硬度,切削的难度降低,在实际转化的过程中,所有的奥氏体晶粒都能够产生多个珠光体晶粒,并且完成组织细化的操作,这就能够有效控制热处理变形。

 

2.5机加工刀具与切削量对热处理变形的影响

 

机加工会带来的工件残余应力,并且预热处理工件之后,工件的塑性非常好,要是切削进给量过大或是刀具磨损厉害,就会在实际加工过程中出现位错形变的现象,并且形成内部残余应力,并且在热处理加工的过程中被释放,导致工件出现严重的变形。

 

2.6热处理工艺对热处理变形的影响

 

现今,我国变速箱齿轮的热处理方法中运用为普遍的就是渗碳淬火的方式,并且渗碳淬火技术具备以下优势:技术相对成熟、运用广泛、成本较小,是现今热处理专家的重点研究方向。

 

3控制变速箱齿轮热处理变形的措施

 

先进,在设计齿轮设计时,应该运用壁厚并且均匀对称的零件。要是零件存在壁厚相对较薄的区域,在进行热处理加工的时候,由于壁薄的区域冷却的速度相对,进而出现卷曲的几率较大。如此,就要设计两个单独的零件,进而薄壁零件就可以有效地把控热处理变形,还能够有效简化加工过程。

 

第二,由于现今大部分企业均是基于自家产品的实际。需求,来明确淬透性的实际范畴,这样就可以使得热处理变形得到有效控制。当然,原材料中的晶粒度同样非常关键。全部的金属材料均是晶粒构成的多晶体。由于所有晶粒的特点均存在差异,因此将这些存在差异的晶粒进行组合,就能够将它们的作用力进行抵消,如此,就能使得金属材料之间产生异向同性的特点。鉴于此,为了能提出原材料的异向同性,就一定要选择晶粒较小的组成材料,并且晶粒个数应该相对较多,如此热处理变形就会呈现显著的均匀性。。

 

第三,现今,一些企业已经渐渐选择等温退火技术来完成预热处理加工,进而使得预热处理的成效得到显著提高。就部分奥氏体相对稳定的合金钢来说,运用等温退火技术能够使得退火周期得到极大的缩短,并且能够有效稳定热处理变形。

 

第四,在实际加工过程中,要是产生残余应力,虽然不能做到有效避免,可是能够借助有效的加工工具及辅助设备,有效避免残余应力的产生。

 

第五,渗碳处理的温度是渗碳淬火技术顺利实施的重要影响因素,零件渗碳速率的决定性因素就是渗碳处理的温度,并且渗碳处理温度和晶体膨胀之间的关系呈正相关。因此,热处理工作者一定要严格控制并且协调生产,进而使得满足相应的生产需求。

 

4总结

 

简而言之,在热处理环节的过程中,相关操作人员一定要有效掌握齿轮的相关加工技术,并且了解对热处理变形产生影响的各个因素,进而有效控制热处理工作,严格把控齿轮变形,使得齿轮质量得到保障,提高企业在市场上的综合竞争能力,促进企业的可持续发展。



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