探究齿轮热处理变形控制

梁寒凌

（青海省西宁特殊钢集团公司，青海 西宁 810005）

1 齿轮热处理原材料淬透性分析

从过往齿轮热加工处理的实际情况来看，为了实现高效准确的齿轮热处理工艺，减少齿轮变形量，使得变形量始终处于合理的范围之内，技术人员需要着眼于齿轮原材料加工环节，对淬透性进行调节控制，从淬透性控制方面入手，确保齿轮加工原料的金属特性得以保持，增强齿轮自身的抗变形能力。

技术人员在提升齿轮热处理原材料淬透性的过程中，为了增强淬透性的水平，加工技术人员需要着眼于齿轮加工的规格要求，统筹考量金属原材料的特性，结合齿轮零件的尺寸、加工精度要求，科学确定齿轮淬透性宽度。在这一过程中，技术人员也要结合过往经验，以及淬透性规律，确保金属材料的淬透性能够切实满足齿轮加工的实际使用需求。

由于不同齿轮其金属原料特性有所不同，导致淬透性具有一定的差异，而淬透性的不同最终影响齿轮热处理后续组织安排活动，给齿轮热处理变形控制工作带来极大的阻碍。为了确保同一批齿轮在淬透性方面保持一致，避免出现淬透性管控方面的差异，技术人员需要对淬透性宽度进行管控。所谓的淬透性宽度是指在一定范围内，与淬火端不同距离的金属硬度会发生不同的变化，正是由于这种特点，导致同一批金属材料的淬透性有所差异。从过往情况来看，金属原材料淬透性宽度越大，金属材料淬透性波动越大，齿轮热处理变形也呈现出无规律变化的特性[1]。同时技术人员有必要着眼于我国齿轮热处理加工的发展需求，不断进行技术升级与工艺优化，借助于这种方式，将生产流程与齿轮金属原材料淬透性宽度有机结合起来，充分发挥出金属原材料的淬透性宽度规律在变形量控制方面的积极作用，降低了齿轮在金属材料质量控制以及抗变形能力提升方面的开展难度。

2 齿轮热处理预备热处理

为了确保齿轮热处理阶段预备热处理效果，技术人员需要从多个层面出发，借助于现有的技术手段，合理优化，正确处理正火、等温退火以及锻造余热等加工阶段，形成系统高效的预备热处理技术体系[2]。

2.1 齿轮正火处理工艺

正火作为现阶段我国低碳合金齿轮预热处理技术体系的重要组成部分，具有加工周期较短、操作难度系数较低以及成本投入少等优点，但是从实际操作情况来看，目前正火加工手段也有着明显的技术缺陷。为了确保正火工艺的合理开展，技术人员要改变传统的空冷方式，合理控制齿轮各零件的冷却速度，避免冷却速度过高给齿轮加工带来的消极影响。在控制冷却速度的过程中，技术人员要结合齿轮各组成零件的尺寸大小、技术参数以及生产环境，确定齿轮加工正火冷却方法。在传统的齿轮正火处理之后，冷却后的零件杂乱堆放，这种堆放方式，导致外部堆放零件与内部堆放零件在温度变化上有着一定的差异。基于这种情况，生产人员在堆放冷却齿轮零件的过程中，需要明确堆放方式，保证零件冷却速度处于合理的范围之内，控制变形量出现过大的情况。

2.2 齿轮等温退火工艺

齿轮零件锻坯在经过930℃的加热后，采取保温处理，当齿轮零件温度下降到650℃的情况下，为了保证齿轮热处理变形处理合理的范围，技术人员需要开展等温退火处理[2]。在退火过程之中，除了保持正火冷却阶段齿轮零件堆放方式之外，还需要从齿轮锻造余热控制方面出发。在齿轮锻造件成模、切割以及冷却方面出发，确保齿轮各零部件能够保持合理的降温速度，形成一个完整高效的温度控制模式，避免齿轮热处理过程中，出现降温不合理，导致的热变形量过大的情况。

3 齿轮最终热处理

考虑到齿轮表面碳浓度以及分布均匀程度有着一定的差异，这种碳元素的差异，使得齿轮在最终热处理阶段极易发生膨胀系数的变化，导致齿轮出现变形。从实际情况来看，在对齿轮进行加工的过程中，如果没有对碳势以及工艺流程开展必要的监控操作，势必导致每一炉齿轮零件表面的碳浓度有所不同，碳元素的渗透度也会有所差异，并且差异较大，这种差异性将会直接导致齿轮热处理过程中发生的变形处于无序状态。基于这种认知，技术人员在开展最终热处理的过程中，需要对碳元素进行有效控制，使得齿轮零件表面碳浓度以及渗透深度保持在合理的范围内。在这一过程中，技术人员需要使用较为先进的碳自动控制技术，借助于现代化的技术手段，对锅炉之中碳浓度以及碳渗透开展必要的控制，从技术层面出发，确保齿轮表面以及内部碳元素分布的合理性，除了采取现代化的碳自动控制技术之外，在淬火油槽之中，技术人员需要加装加热装置以及必要的冷却设备，通过这种方式，将温度控制在合理范围之内，使得相关设备始终处于良性运行状态。

4 齿轮冷热加工的衔接分析

齿轮变形在冷热交替环境下，发生的无规律变形，极大地阻碍了齿轮变形控制工作的开展，实现齿轮冷热加工的高效衔接。具体来看，热处理变形控制人员需要将变形数据信息及时传递给齿轮冷加工技术人员，在二者进行必要数据交互的基础上，优化调整齿轮零件的大小尺寸。热处理过程中发生尺寸变化的部分，在设计参数的指导下，进行必要的冷处理，例如受热膨胀的部分，技术人员需要采取冷切割的方式，控制齿轮零件膨胀体积。而对于缩小的部分，则应进行扩大处理，确保齿轮加工的精度。

5 结语

为了构建起现代、系统、高效的齿轮热处理变形控制机制，减少齿轮变形量，使其始终处于良性运行状态，避免不必要的费用支出。文章以齿轮热变形处理变形控制作为研究对象，在现有的技术框架下，通过对齿轮金属材料淬透性的有效控制，增强齿轮加工温度控制精确度，构建起齿轮最终热处理工艺机制。通过上述处理方式，技术人员得以有效控制齿轮热处理变形量，使得齿轮始终处于良性运行状态，为后续齿轮传动装置的运转营造出更为良好的技术氛围。