氮化、渗碳、氰化对18C_(r2)Ni_4WA钢接触疲劳抗力影响的对比试验

一、概述18C_(r2)Ni_4WA钠是调质、氮化、渗碳、氰化等多用热处理钢,是强度高韧性好,即综合机械性能高的钢,所以该钢在飞机、坦克、舰艇发动机中应用较广。我厂大功率高速柴油机的齿轮多用该钢经调质氮化或渗碳淬火制造而成。但是在齿轮的长期使用中仍有片状剥落现     

汽车齿轮锻造毛坯的等温退火

本文从理论和实践上阐述了汽车渗碳齿轮钢锻坯的等温退火热处理方法,介绍了国外著名厂家所采用渗碳钢锻后等温退火的工艺和装备,提出了国内汽车行业对渗碳钢齿轮锻坯热处理的技术改造方向。     

热处理对机械齿轮钢组织和性能的影响

通过在17Cr2Ni2Mo齿轮钢基础上添加微量元素V、Nb的方法制备新型齿轮钢G1,采用渗碳后直接淬火和一次淬火工艺对两种齿轮钢进行热处理,对比分析了热处理工艺对齿轮钢组织、性能和热处理变形趋势的影响。结果表明:直接淬火工艺下,齿轮钢渗碳层中可见不合格的沿着晶界网状分布的碳化物组织,一次淬火工艺下渗碳层为细小的碳化物+马氏体组织;在两种热处理工艺下,G1钢的渗碳层显微硬度要高于17Cr2Ni2Mo钢,且直接淬火工艺下渗碳层的显微硬度要高于一次淬火工艺下渗碳层的显微硬度,两种齿轮钢的有效硬化层深度都约为1.7 mm;在淬火温度为860℃、回火温度为150℃时,G1齿轮钢渗碳层的显微硬度最大,为适宜的齿轮钢热处理方案;添加V、Nb的G1齿轮钢的热处理变形趋势要小于17Cr2Ni2Mo齿轮钢。     

汽车齿轮锻造毛坯的等温退火

本文从理论和实践上阐述了汽车渗碳齿轮钢锻坯的等温退火热处理方法，介绍了了国外著名厂家所采用渗碳钢锻后等温退火的工艺和装备，提出了国内汽车行业对渗碳钢齿轮锻坯热处理的技术改造方向。     

齿轮的渗碳和淬火

简述了渗碳淬火齿轮的常见缺陷及其预防措施,齿轮渗碳前的预备热处理,20CrMo、20CrMnMo、20CrNi2Mo、20Cr2Ni4和18Cr2Ni4W等齿轮用钢渗碳气氛的碳势控制和渗碳后淬火温度的选定等。     

连铸坯形对变速箱零部件热变形的影响

热处理变形是渗碳齿轮热处理过程中常见问题,影响齿轮啮合精度,严重时可导致齿轮报废。连铸坯形是影响齿轮钢热变形的重要因素之一。本文研究了连铸坯形对变速箱齿轮热处理变形的影响。结果表明,在淬透性相近和相同热处理工艺下,圆形的连铸坯形轧制钢材制造的齿轮热处理变形趋势较方坯稳定,热变形较均匀。方形连铸坯制造的齿轮化学成分偏析较明显且组织不均匀,是导致其热处理变形稳定性较差的主要原因。     

汽车渗碳齿轮用钢及热处理工艺的现状和发展趋势

概述了国内外汽车渗碳齿轮用钢及热处理工艺现状.展望了我国汽车渗碳齿轮材料和热处理工艺的发展趋势与应用.     

汽车渗碳齿轮用钢的成分设计

根据汽车齿轮的工作状况，阐述了汽车渗碳齿轮的失效形式和影响失效的因素，提出了汽车渗碳齿轮用钢成分设计的主要依据：齿轮渗层表面淬硬性和心部淬透性、渗碳齿轮心部的强度和韧性、钢的切削加工性、热处理质量及钢的冶金质量。     

18CrNiMo7-6钢的可控气氛高温渗碳工艺

基于机车用重载齿轮的热处理工艺要求,对18CrNiMo7-6钢进行920~1050 ℃的伪渗碳工艺处理,横向对比研究了试验钢经常规渗碳以及不同温度高温渗碳处理后的组织及力学性能;结合Aichelin计算机辅助模拟设计软件工艺模拟结果,制定高温渗碳工艺流程,对18CrNiMo7-6钢制齿轮进行高温渗碳处理,并与常规渗碳齿轮进行了组织及性能的对比研究。结果表明,与热处理前相比,经不同温度和时间的伪渗碳处理后,18CrNiMo7-6钢的综合力学性能均有所下降,但通过控制渗碳后的冷却过程,可以显著提高其最终热处理后综合力学性能;增加渗碳温度和碳势,可以大幅提高渗碳效率;对18CrNiMo7-6钢制齿轮进行最高温度1050 ℃高温渗碳,渗碳效率提高约65%,经高温渗碳后,齿轮组织、综合力学性能以及单齿弯曲疲劳强度相比于常规渗碳齿轮均未降低。     

20CrMnMo钢制机车齿轮的热处理

研究了高速重载机车牵引齿轮常用钢20CrMnMo钢的渗碳淬火工艺,总结了渗碳淬火回火工艺,并对试样和齿轮实物的硬度、金相组织等进行检测分析,结果表明,确定的热处理工艺能较好地满足高速重载机车齿轮的使用要求.     

合金元素的变化对20MnCr5钢齿轮渗碳淬火后性能的影响

为探究合金元素变化对渗碳淬火齿轮性能的影响规律,以20MnCr5低碳合金钢制齿轮为研究对象,利用JMatPro软件计算得到两种含不同合金元素的20MnCr5钢的材料性能参数;基于有限元方法开展齿轮渗碳淬火模拟分析,根据实际热处理工艺路线,建立渗碳淬火过程的数学模型,通过COSMAP软件模拟了齿轮的渗碳淬火热处理工艺过程,对比分析合金元素变化对渗碳淬火20MnCr5钢齿轮的温度场、组织场和硬度场的作用结果。研究表明,模拟值与试验值具有较好的一致性。温度场和渗碳层对合金元素含量的变化反应不明显,而渗碳淬火后的组织分布和硬度分布受C、Mn、Cr、Al等合金元素变化的影响较大。     

渗氮处理在重载齿轮上的应用进展

目前重载齿轮常用的表面热处理工艺有渗碳淬火、感应淬火以及渗氮处理等,渗氮处理由于畸变小、工序简单等优点在工业生产上具有很大的优势和广阔的应用前景。通过增加渗层深度以及提高基体硬度能够有效提高渗氮齿轮的承载能力,从而扩大渗氮处理在重载齿轮上的应用。介绍了渗氮处理对齿轮的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度的影响,以及基体性能对渗氮工艺的影响,回顾了渗氮齿轮的研究进展,如渗层可控离子渗氮、稀土催渗、时效硬化渗氮钢等,指出提高渗氮齿轮承载能力的途径为,深入进行渗氮齿轮的基础性研究,提高渗氮过程控制水平以及积极开发新工艺等。     

凸轮轴齿轮热处理工艺的改进

20C,MoH钢凸轮轴齿轮经渗碳、淬火、回火后,因尺寸超差、表面硬度不均匀、渗碳层碳化物超标等原因而大量报废。改进热处理工艺后这一问题得到了解决。     

球墨铸铁新型强韧化处理方法的研究与应用

通过对QT450-10的基体组织和宏观特性的研究,获得了一种新型球墨铸铁热变形强韧化方法,并利用强化后的球铁材质加工成齿轮零部件,最后进行表面热处理。对强化后的球铁试样以及齿轮进行检测,结果表明,强化处理后,球铁抗拉强度由原来的560MPa增加到905MPa,齿轮经热处理后其硬度也完全符合齿轮用碳钢、合金钢的使用要求。     

Modeling the Effect of Carburization and Quenching on the Development of Residual Stresses and Bending Fatigue Resistance of Steel Gears

Most steel gears are carburized and quenched prior to service to obtain the desired specific strength (σ/ρ) and hardness requirements. Use of carburization and quenching of steel gears creates a compressive residual stress on the carburized surface, which is beneficial for improving both bending and contact fatigue performance. Also, higher carbon content in the carburized surface decreases the starting temperature for formation of the martensitic phase and delaying the martensitic transformation at the part surface during the quenching hardening process. During the martensite phase formation, the material volume expands. The delayed martensitic transformation, coupled with the associated delayed volume expansion, induces residual compressive stress on the surface of the quenched part. The carburized case depth and distribution of carbon affect both the magnitude and the depth of the resulting residual compressive stress. In this article, the effect of carbon distribution on the residual stress in a spur gear is presented and discussed using finite element modeling to understand the intrinsic material mechanics contributing to the presence of internal stress. Influence of the joint on thermal gradient and the influence of phase transformation on the development of internal stresses are discussed using results obtained from modeling. The residual stress arising due to heat treatment is imported into single-tooth bending and dynamic contact stress analysis models to investigate the intrinsic interplay among carbon case depth, residual stress, bending load, and torsional load on potential fatigue life. Three carburization processes, followed by oil quenching, are examined. A method for designing minimum case depth so as to achieve beneficial residual stresses in gears subjected to bending and contact stresses is suggested.     

重载齿轮热处理及应用

重载齿轮是指传递功率大、承载大、低速、受冲击载荷大的齿轮,技术要求其具有优良的耐磨性能、较高的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度等,同时具有较高的抗冲击和承载能力,所以需要对其进行强化热处理,以提高综合力学性能及使用寿命。重载齿轮常用的强化热处理工艺有渗碳淬火、渗氮以及感应淬火等。本文综述了重载齿轮上述3种热处理技术的应用情况及进展,并提出重载齿轮真空低压渗碳的应用前景。     

A New Approach in Optimizing the Induction Heating Process Using Flux Concentrators: Application to 4340 Steel Spur Gear

The beneficial effects of using flux concentrators during induction heat treatment process of spur gears made of 4340 high strength steel is demonstrated using 3D finite element model. The model is developed by coupling electromagnetic field and heat transfer equations and simulated by using Comsol software. Based on an adequate formulation and taking into account material properties and process parameters, the model allows calculating temperature distribution in the gear tooth. A new approach is proposed to reduce the electromagnetic edge effect in the gear teeth which allows achieving optimum hardness profile after induction heat treatment. In the proposed method, the principal gear is positioned in sandwich between two other gears having the same geometry that act as flux concentrators. The gap between the gear and the flux concentrators was optimized by studying temperature variation between the tip and root regions of gear teeth. Using the proposed model, it was possible identifying processing conditions that allow for quasi-uniform final temperature profile in the medium and high frequency conditions during induction hardening of spur gears.     

高精度直齿圆柱齿轮冷锻成形加工方法的研究

针对真齿圆柱齿轮冷成形难度大的问题,提出了闭式镦挤－－约束孔分流两步成形实用化工艺方案和基于变位理论的齿形凹模修正设计方法,并对１５、４５、２０ＣｒＭｎＴｉ钢质直齿圆柱齿轮冷精锻工艺进行了系统研究。研究结果表明,两步成形法是降低直齿圆柱齿轮冷精锻成形力的有效方法,提出的齿形凹模修正设计方法可获得较高的齿形精度。     

奥贝球铁齿轮在小四轮拖拉机上的应用

用奥贝球铁代替２０ＣｒＭｎＴｉ钢生产小四轮拖拉机减速齿轮具有成本低、质量稳定、节约原材料及易于推广应用等优点．本文详细论述了奥贝球铁齿轮的铸造与热处理工艺     

4320H钢风电机齿轮的渗碳淬火

4320H风电机齿轮需进行渗碳、淬火,达到表面硬度58~62HRC、心部硬度33~44HRC、有效硬化层(至515HV0.5)深度2.0~3.0mm,有非马氏体组织的深度≤0.05mm,马氏体1~4级,心部铁素体1~3级,但无连续网状碳化物。采用UBE密封箱式炉对4320H钢齿轮进行了渗碳、淬火。通过热处理工艺的调整,最终达到了上述质量要求。