汽车齿轮模具的退火工艺漫谈

孙继富

摘 要：汽车齿轮模具在加工齿轮的时候，具有非常重要的作用，从客观的角度来说，汽车齿轮模具的加工生产工艺是一项核心环节，对很多方面的工作都有很重要的影响。相对来说，退火工艺在目前得到了很大程度上的重视，并且在汽车齿轮模具的加工、生产以及维修当中，表现出了较高的水准。另一方面，汽车的数量在不断的增加，相关模具以及各项加工工艺都要得到较大的提升，否则很难满足社会上的需求。

关键词：汽车 齿轮模具 退火工艺

中图分类号：TG156.2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）02（b）-0020-01

汽车齿轮在汽车生产、加工、维护当中，占有非常重要的地位，一个优质的齿轮，甚至能够提部件的性能，让汽车的寿命延长。但是，一个劣质的齿轮，会在汽车行驶当中，埋下重大的隐患，并且造成恶性事件。汽车齿轮模具作为生产齿轮的重要模具，在打造的过程中，必须采用最先进的工艺来进行。退火工艺在目前的应用当中，取得了一个较为积极的成果，并且在很多方面都达到了较高的技术指标，汽车齿轮模具应用退火工艺，是一个非常可取的选择。在此，本文主要对汽车齿轮模具的退火工艺进行阐述。

1 实验材料与方法

（1）试验材料及热处理工艺。

为了保证实验的有效性，本文所采取的试验材料为20CrMnMo汽车齿轮模具，其成分采用Q6型火花直读光谱仪与GC——508A高频红外硫磷分析仪进行分析。相对来说，试验材料在选取的时候，既要有一定的代表性，又不能过于大众化。目前的汽车行业发展迅速，很多的汽车齿轮都发生了较大的变化，如果一味的在大众化方面努力，并没有办法得到一个理想的效果。20CrMnMo汽车齿轮模具在目前的应用当中，虽然拥有广泛的使用基础，但是自身具有一定的技术性，并不违反材料的选择规则，同时利用这种材料，能够让退火工艺的效果更加明显。经过一定的试验，锻造后未进行退火处理的试样编号为试样1#，试样2#～4#分别进行不同的退火处理。

（2）表面硬度测试。

在汽车齿轮模具的退火工艺当中，表面硬度测试是一个非常重要的考量标准。为了保证在试验的过程中，不会出现太大的误差，科研人员主要是将试样的表面硬度测试放在HBE——3000A型布氏硬度计上进行。在测试之前，必须保证试样的表面光滑平坦，如果出现一丝丝的凹凸痕迹，都会影响最后的测试结果。同时，一定要避免试样的表面存在杂质，否则同样会影响最后的测试结果。主要观察的指标有：是否存在氧化脱皮，是否有脱碳层或者其他的污物。为了保证测试结果具有较高的可信度，在试样表面选取了5个点进行硬度测试，将平均值作为试样的表面硬度。

2 结果及讨论

（1）表面硬度测试结果及讨论。

从试样1#～试样4#的表面硬度测试结果如表1所示，从四个试样来看，试样3#的表面硬度较低，而试样2#和试样4#相对3#来说，其硬度值要高一些。试样1#的硬度值降低了91HB。根据最后的结果分析，20CrMnMo汽车齿轮模具锻造后的表面硬度，受退火加热温度的影响较大，二者之间主要呈现出正比的关系，也就是说当退货加热温度在降低到某一个值以后，20CrMnMo汽车齿轮模具的表面硬度也会降低相应的幅度，甚至是更低。经过详细的统计和分析，再加上2#～4#的对比分析，当退火工艺的温度为830℃的时候，比较有利于降低20CrMnMo汽车齿轮模具的硬度，同时可以在此期间，更好的改善其切削加工性能。

（2）冲击试验结果及讨论。

在冲击试验当中，韧性是一个非常关键的评价指标，它能够从根本上对汽车齿轮模具性能做出一个客观的判断，并且对日后的生产、加工提供数据上的支持和质量上的保证。从工艺的角度来说，韧性决定了汽车齿轮模具在冲击力作用下抵抗破裂或者断裂的能力。从试验结果来看，3#的退火工艺，能够从客观上提高20CrMnMo汽车齿轮模具的韧性，并且最大限度的延长模具的使用寿命。对于汽车齿轮模具来说，韧性可以说是一个硬性的要求，韧性越高，那么发生脆断的可能性就越小，同时在抗疲劳的性能上，也能提升到较高的层次，从而在使用寿命当中，也可以得到一个理想的结果。

3 对汽车齿轮模具退火工艺的思考

（1）温度的控制。

就目前的情况来说，在退火工艺参数相同的情况下，虽然77 ℃，890 ℃的温度都能够得到一个较好的结果，但是远远没有830 ℃的效果理想。相对而言，当退火工艺集结在830 ℃的时候，能够降低20 CrMnMo汽车齿轮模具在锻造以后的硬度，不至于发生脆断这种情况。另外，经过830 ℃的工艺加工，20 CrMnMo汽车齿轮模具实现了细化晶粒、延长模具寿命的效果。其实，在退火工艺当中，830 ℃并不是一个硬性的要求，可以根据实际的工作需求，来稍微提升或者下降一定的温度数值，只要能够保证汽车齿轮的模具质量就好。

（2）工艺性能控制。

在目前的测试当中，汽车齿轮模具的退火工艺在830 ℃的数值时，能够得到一个良好的齿轮模具。本文认为，在日后的工作当中，可以采用8230 ℃×2 h加热，并在650 ℃保温5 h后空冷的退火工艺，能够得到一个较高的性能比。经过详细的统计和分析，此时的表面硬度能够降到98 HB，剪切断面率达到了89 %，是一个很大的进步。另一方面，所有的碳化物都呈现出颗粒状，分散在基体当中。我国目前的汽车行业正在蓬勃发展，汽车齿轮模具的退火工艺对汽车来说，至关重要。今后必须不断的革新工艺，在温度、韧性以及使用寿命等方面，进一步提升，让日后生产出来的齿轮能够具有更好的性能。

总结：本文对汽车齿轮模具的退火工艺进行了一定的阐述，主要以20CrMnMo汽车齿轮模具为例，进行了详细的分析。现阶段的情况已经非常明朗，退火工艺的确能够得到理想的结果，并且提升齿轮的性能。日后可以进行广泛的应用，同时根据各个地区的实际需求以及汽车齿轮的未来发展，进行针对性的优化工作。相信在以后的发展中，汽车齿轮模具退火工艺一定可以提升到一个全新的高度。

参考文献

[1] 朱祖昌.热处理技术发展和热处理行业市场的分析[J].热处理，2009（4）.

[2] 胡月娣，赵增爵，沈介国.离子渗氮技术及其应用[J].热处理，2009（1）.

[3] 吴凯令，车丽晶.齿轮的激光相变强化处理[J].电动工具，2009（1）.endprint

摘 要：汽车齿轮模具在加工齿轮的时候，具有非常重要的作用，从客观的角度来说，汽车齿轮模具的加工生产工艺是一项核心环节，对很多方面的工作都有很重要的影响。相对来说，退火工艺在目前得到了很大程度上的重视，并且在汽车齿轮模具的加工、生产以及维修当中，表现出了较高的水准。另一方面，汽车的数量在不断的增加，相关模具以及各项加工工艺都要得到较大的提升，否则很难满足社会上的需求。

关键词：汽车 齿轮模具 退火工艺

中图分类号：TG156.2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）02（b）-0020-01

汽车齿轮在汽车生产、加工、维护当中，占有非常重要的地位，一个优质的齿轮，甚至能够提部件的性能，让汽车的寿命延长。但是，一个劣质的齿轮，会在汽车行驶当中，埋下重大的隐患，并且造成恶性事件。汽车齿轮模具作为生产齿轮的重要模具，在打造的过程中，必须采用最先进的工艺来进行。退火工艺在目前的应用当中，取得了一个较为积极的成果，并且在很多方面都达到了较高的技术指标，汽车齿轮模具应用退火工艺，是一个非常可取的选择。在此，本文主要对汽车齿轮模具的退火工艺进行阐述。

1 实验材料与方法

（1）试验材料及热处理工艺。

为了保证实验的有效性，本文所采取的试验材料为20CrMnMo汽车齿轮模具，其成分采用Q6型火花直读光谱仪与GC——508A高频红外硫磷分析仪进行分析。相对来说，试验材料在选取的时候，既要有一定的代表性，又不能过于大众化。目前的汽车行业发展迅速，很多的汽车齿轮都发生了较大的变化，如果一味的在大众化方面努力，并没有办法得到一个理想的效果。20CrMnMo汽车齿轮模具在目前的应用当中，虽然拥有广泛的使用基础，但是自身具有一定的技术性，并不违反材料的选择规则，同时利用这种材料，能够让退火工艺的效果更加明显。经过一定的试验，锻造后未进行退火处理的试样编号为试样1#，试样2#～4#分别进行不同的退火处理。

（2）表面硬度测试。

在汽车齿轮模具的退火工艺当中，表面硬度测试是一个非常重要的考量标准。为了保证在试验的过程中，不会出现太大的误差，科研人员主要是将试样的表面硬度测试放在HBE——3000A型布氏硬度计上进行。在测试之前，必须保证试样的表面光滑平坦，如果出现一丝丝的凹凸痕迹，都会影响最后的测试结果。同时，一定要避免试样的表面存在杂质，否则同样会影响最后的测试结果。主要观察的指标有：是否存在氧化脱皮，是否有脱碳层或者其他的污物。为了保证测试结果具有较高的可信度，在试样表面选取了5个点进行硬度测试，将平均值作为试样的表面硬度。

2 结果及讨论

（1）表面硬度测试结果及讨论。

从试样1#～试样4#的表面硬度测试结果如表1所示，从四个试样来看，试样3#的表面硬度较低，而试样2#和试样4#相对3#来说，其硬度值要高一些。试样1#的硬度值降低了91HB。根据最后的结果分析，20CrMnMo汽车齿轮模具锻造后的表面硬度，受退火加热温度的影响较大，二者之间主要呈现出正比的关系，也就是说当退货加热温度在降低到某一个值以后，20CrMnMo汽车齿轮模具的表面硬度也会降低相应的幅度，甚至是更低。经过详细的统计和分析，再加上2#～4#的对比分析，当退火工艺的温度为830℃的时候，比较有利于降低20CrMnMo汽车齿轮模具的硬度，同时可以在此期间，更好的改善其切削加工性能。

（2）冲击试验结果及讨论。

在冲击试验当中，韧性是一个非常关键的评价指标，它能够从根本上对汽车齿轮模具性能做出一个客观的判断，并且对日后的生产、加工提供数据上的支持和质量上的保证。从工艺的角度来说，韧性决定了汽车齿轮模具在冲击力作用下抵抗破裂或者断裂的能力。从试验结果来看，3#的退火工艺，能够从客观上提高20CrMnMo汽车齿轮模具的韧性，并且最大限度的延长模具的使用寿命。对于汽车齿轮模具来说，韧性可以说是一个硬性的要求，韧性越高，那么发生脆断的可能性就越小，同时在抗疲劳的性能上，也能提升到较高的层次，从而在使用寿命当中，也可以得到一个理想的结果。

3 对汽车齿轮模具退火工艺的思考

（1）温度的控制。

就目前的情况来说，在退火工艺参数相同的情况下，虽然77 ℃，890 ℃的温度都能够得到一个较好的结果，但是远远没有830 ℃的效果理想。相对而言，当退火工艺集结在830 ℃的时候，能够降低20 CrMnMo汽车齿轮模具在锻造以后的硬度，不至于发生脆断这种情况。另外，经过830 ℃的工艺加工，20 CrMnMo汽车齿轮模具实现了细化晶粒、延长模具寿命的效果。其实，在退火工艺当中，830 ℃并不是一个硬性的要求，可以根据实际的工作需求，来稍微提升或者下降一定的温度数值，只要能够保证汽车齿轮的模具质量就好。

（2）工艺性能控制。

在目前的测试当中，汽车齿轮模具的退火工艺在830 ℃的数值时，能够得到一个良好的齿轮模具。本文认为，在日后的工作当中，可以采用8230 ℃×2 h加热，并在650 ℃保温5 h后空冷的退火工艺，能够得到一个较高的性能比。经过详细的统计和分析，此时的表面硬度能够降到98 HB，剪切断面率达到了89 %，是一个很大的进步。另一方面，所有的碳化物都呈现出颗粒状，分散在基体当中。我国目前的汽车行业正在蓬勃发展，汽车齿轮模具的退火工艺对汽车来说，至关重要。今后必须不断的革新工艺，在温度、韧性以及使用寿命等方面，进一步提升，让日后生产出来的齿轮能够具有更好的性能。

总结：本文对汽车齿轮模具的退火工艺进行了一定的阐述，主要以20CrMnMo汽车齿轮模具为例，进行了详细的分析。现阶段的情况已经非常明朗，退火工艺的确能够得到理想的结果，并且提升齿轮的性能。日后可以进行广泛的应用，同时根据各个地区的实际需求以及汽车齿轮的未来发展，进行针对性的优化工作。相信在以后的发展中，汽车齿轮模具退火工艺一定可以提升到一个全新的高度。

参考文献

[1] 朱祖昌.热处理技术发展和热处理行业市场的分析[J].热处理，2009（4）.

[2] 胡月娣，赵增爵，沈介国.离子渗氮技术及其应用[J].热处理，2009（1）.

[3] 吴凯令，车丽晶.齿轮的激光相变强化处理[J].电动工具，2009（1）.endprint

摘 要：汽车齿轮模具在加工齿轮的时候，具有非常重要的作用，从客观的角度来说，汽车齿轮模具的加工生产工艺是一项核心环节，对很多方面的工作都有很重要的影响。相对来说，退火工艺在目前得到了很大程度上的重视，并且在汽车齿轮模具的加工、生产以及维修当中，表现出了较高的水准。另一方面，汽车的数量在不断的增加，相关模具以及各项加工工艺都要得到较大的提升，否则很难满足社会上的需求。

关键词：汽车 齿轮模具 退火工艺

中图分类号：TG156.2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）02（b）-0020-01

汽车齿轮在汽车生产、加工、维护当中，占有非常重要的地位，一个优质的齿轮，甚至能够提部件的性能，让汽车的寿命延长。但是，一个劣质的齿轮，会在汽车行驶当中，埋下重大的隐患，并且造成恶性事件。汽车齿轮模具作为生产齿轮的重要模具，在打造的过程中，必须采用最先进的工艺来进行。退火工艺在目前的应用当中，取得了一个较为积极的成果，并且在很多方面都达到了较高的技术指标，汽车齿轮模具应用退火工艺，是一个非常可取的选择。在此，本文主要对汽车齿轮模具的退火工艺进行阐述。

1 实验材料与方法

（1）试验材料及热处理工艺。

为了保证实验的有效性，本文所采取的试验材料为20CrMnMo汽车齿轮模具，其成分采用Q6型火花直读光谱仪与GC——508A高频红外硫磷分析仪进行分析。相对来说，试验材料在选取的时候，既要有一定的代表性，又不能过于大众化。目前的汽车行业发展迅速，很多的汽车齿轮都发生了较大的变化，如果一味的在大众化方面努力，并没有办法得到一个理想的效果。20CrMnMo汽车齿轮模具在目前的应用当中，虽然拥有广泛的使用基础，但是自身具有一定的技术性，并不违反材料的选择规则，同时利用这种材料，能够让退火工艺的效果更加明显。经过一定的试验，锻造后未进行退火处理的试样编号为试样1#，试样2#～4#分别进行不同的退火处理。

（2）表面硬度测试。

在汽车齿轮模具的退火工艺当中，表面硬度测试是一个非常重要的考量标准。为了保证在试验的过程中，不会出现太大的误差，科研人员主要是将试样的表面硬度测试放在HBE——3000A型布氏硬度计上进行。在测试之前，必须保证试样的表面光滑平坦，如果出现一丝丝的凹凸痕迹，都会影响最后的测试结果。同时，一定要避免试样的表面存在杂质，否则同样会影响最后的测试结果。主要观察的指标有：是否存在氧化脱皮，是否有脱碳层或者其他的污物。为了保证测试结果具有较高的可信度，在试样表面选取了5个点进行硬度测试，将平均值作为试样的表面硬度。

2 结果及讨论

（1）表面硬度测试结果及讨论。

从试样1#～试样4#的表面硬度测试结果如表1所示，从四个试样来看，试样3#的表面硬度较低，而试样2#和试样4#相对3#来说，其硬度值要高一些。试样1#的硬度值降低了91HB。根据最后的结果分析，20CrMnMo汽车齿轮模具锻造后的表面硬度，受退火加热温度的影响较大，二者之间主要呈现出正比的关系，也就是说当退货加热温度在降低到某一个值以后，20CrMnMo汽车齿轮模具的表面硬度也会降低相应的幅度，甚至是更低。经过详细的统计和分析，再加上2#～4#的对比分析，当退火工艺的温度为830℃的时候，比较有利于降低20CrMnMo汽车齿轮模具的硬度，同时可以在此期间，更好的改善其切削加工性能。

（2）冲击试验结果及讨论。

在冲击试验当中，韧性是一个非常关键的评价指标，它能够从根本上对汽车齿轮模具性能做出一个客观的判断，并且对日后的生产、加工提供数据上的支持和质量上的保证。从工艺的角度来说，韧性决定了汽车齿轮模具在冲击力作用下抵抗破裂或者断裂的能力。从试验结果来看，3#的退火工艺，能够从客观上提高20CrMnMo汽车齿轮模具的韧性，并且最大限度的延长模具的使用寿命。对于汽车齿轮模具来说，韧性可以说是一个硬性的要求，韧性越高，那么发生脆断的可能性就越小，同时在抗疲劳的性能上，也能提升到较高的层次，从而在使用寿命当中，也可以得到一个理想的结果。

3 对汽车齿轮模具退火工艺的思考

（1）温度的控制。

就目前的情况来说，在退火工艺参数相同的情况下，虽然77 ℃，890 ℃的温度都能够得到一个较好的结果，但是远远没有830 ℃的效果理想。相对而言，当退火工艺集结在830 ℃的时候，能够降低20 CrMnMo汽车齿轮模具在锻造以后的硬度，不至于发生脆断这种情况。另外，经过830 ℃的工艺加工，20 CrMnMo汽车齿轮模具实现了细化晶粒、延长模具寿命的效果。其实，在退火工艺当中，830 ℃并不是一个硬性的要求，可以根据实际的工作需求，来稍微提升或者下降一定的温度数值，只要能够保证汽车齿轮的模具质量就好。

（2）工艺性能控制。

在目前的测试当中，汽车齿轮模具的退火工艺在830 ℃的数值时，能够得到一个良好的齿轮模具。本文认为，在日后的工作当中，可以采用8230 ℃×2 h加热，并在650 ℃保温5 h后空冷的退火工艺，能够得到一个较高的性能比。经过详细的统计和分析，此时的表面硬度能够降到98 HB，剪切断面率达到了89 %，是一个很大的进步。另一方面，所有的碳化物都呈现出颗粒状，分散在基体当中。我国目前的汽车行业正在蓬勃发展，汽车齿轮模具的退火工艺对汽车来说，至关重要。今后必须不断的革新工艺，在温度、韧性以及使用寿命等方面，进一步提升，让日后生产出来的齿轮能够具有更好的性能。

总结：本文对汽车齿轮模具的退火工艺进行了一定的阐述，主要以20CrMnMo汽车齿轮模具为例，进行了详细的分析。现阶段的情况已经非常明朗，退火工艺的确能够得到理想的结果，并且提升齿轮的性能。日后可以进行广泛的应用，同时根据各个地区的实际需求以及汽车齿轮的未来发展，进行针对性的优化工作。相信在以后的发展中，汽车齿轮模具退火工艺一定可以提升到一个全新的高度。

参考文献

[1] 朱祖昌.热处理技术发展和热处理行业市场的分析[J].热处理，2009（4）.

[2] 胡月娣，赵增爵，沈介国.离子渗氮技术及其应用[J].热处理，2009（1）.

[3] 吴凯令，车丽晶.齿轮的激光相变强化处理[J].电动工具，2009（1）.endprint