齿轮热处理变形的原因及控制方法

佟艳娇 王国欣

摘要：齒轮通常的热处理工艺为渗碳、碳氮共渗或氮化工艺。齿轮渗碳后出现变形将对齿轮的精度和使用寿命有一定影响。磨齿这一道工序也会出现变形，对齿轮的精度等级会有一定影响。出现热处理变形的原因有许多，了解出现热处理变形的原因，才可以将材料的变形几率降低。因此本文对齿轮热处理变形的变形原因进行了阐述，然后进一步介绍了齿轮热处理变形的控制方法。

关键词：齿轮;热处理;变形

一、齿轮热处理变形的原因

（一）齿轮材料的性质

工人在对齿轮进行热处理操作的时候，会由于材料质地不同，而导致变形程度不同。并且在热处理时如果处理的条件不同，以此造成同种材料的变形情况也会有所不同，也就是在对齿轮进行热处理时，会受到齿轮材料的影响，因此齿轮的材料会直接影响其后期的使用效果与寿命。所以我们会对材料质量进行严格的控制，以此来保证热处理的最好效果。

（二）齿轮的设计和制造

齿轮自身具备的几何形状和在进行热处理时候的自身内应力分布的情况，会对齿轮在热处理变形产生影响。如果想最佳设计就必须对热处理之后的变形进行充分考虑，所以必须要对热处理之后的变形进行充分考虑。工人在齿轮加工中精切前，去应力处理是可以有效减小热处理变形的关键手段，可是当前因为经济的因素往往达不到这个要求。

（三）热处理工艺规程

在热处理操作的环节中，热处理工艺规程发挥着不可替代作用，他能科学合理的指导操作工艺和步骤，也只有热处理工艺规程才能够为热处理操作提供可靠的指导，让热处理过程科学合理，以此减少变形情况的发生，足见它对热处理的效果有着极为重要的影响。可是就现在看来我们对热处理工艺规程的编制还不够科学，让其对热处理工艺造成一定的影响，从而导致热处理变形的发生。

（四）齿轮的机械加工

就已知情况看现在齿轮出现热处理变形的几率与机械加工是成正比，如果是加工工艺本身有了问题，那么齿轮就一定会出现拉花出口不正或者是刀具磨损切削等情况，也就是这些情况都会让导致齿轮热处理变形的几率变大。在此之外如果金属本身的锻造过程中就存在了问题也会导致变形几率变大。

二、齿轮热处理变形的控制方法

（一）做好齿轮材质的选择

众所周知即使是同种钢材的淬透性也存在差距，如果需要保证每批钢材的淬透性也接近，就必须控制材料的淬透性，也就是要避免齿轮的热处理变形情况，所以尽力控制齿轮公法线的长度与跨棒距的变形量之间也就存在差距来解决。当然，钢材的淬透性本身受多方面因素的影响，比如齿轮模数、尺寸以及精度等。所以在选材时，就一定要结合钢材本身的性能与热处理工艺来选择材料。钢材本身含金量就是越低价格也就越便宜不过对于淬火工艺的要求也就越高。而含金量越高成本也就会越高，同样也有利于淬火处理，所以我们就必须结合工艺设备与经济情况来寻找一个平衡点[1-2]。

（二）采用合理的热处理工艺

工人们在保证齿轮满足淬火要求的情况下，一般都会选择冷却较为缓和这样的介质，然后再对介质温度进行合理控制。如果工人们在淬火介质选用普通的淬火油，就可以再添加一些添加剂改善其性能，以此确保其冷却性能可以达到工艺的硬度要求。而淬火冷却设备的选择就必须要保证齿轮可以能冷却均匀，而在淬火的过程中，出现形变的因素也是多种多样的，介质本身的油温也是导致变形的重要原因。通工人们在过观察比较后发现淬火油温对齿轮产生的影响比较大，所以就尽量选择热油淬火。

冷却介质是热处理工艺的重要组成部分，可以说热处理工艺无法离开冷却介质，当然回转支承热处理中淬火也是十分重要的环节，如果离开冷却介质话，淬火工艺也就则难以实现了。工人们为确保淬火的效果，就必须要保证冷却介质的各项化学与物理指标符合要求，和保证冷却的温度、速度，减少回转支承淬火过程中发生的变形情况。假如工人在淬火过程中，冷却的速度过快，回转支承的变形量也就会相应增加。所以在淬火的时候就要合理选择介质，以此保证热处理的效果，防止工人们在热处理的变形量增加回。

（三）机械加工的配合

工厂中工人会加强对齿轮加工过程的管理和控制。在工人对齿轮进行热处理加工时，首先要保证工人加工技术的可靠性与加工的合理性，确保工人在齿轮加工的精准度，以此来提升其稳定性，最后加大对热处理环节的处理。比如，工人在切削齿轮时，必须要保证加工设备是否稳定与切削刀具是否合适，工人在切削过程中也要尽力保证相关的参数、速度等要符合加工要求。工人在对工工艺进行控制的时候，就需要满足热处理的温度要求与减少引领对齿轮造成的影响;同时工人也要熟练掌握热处理操作规程，以此确保操作的规范性和科学性[5]。

三、结束语

影响齿轮热处理变形的原因有很多，其中热处理的工艺处理温度是主要影响因素，虽然热处理变形控制很难把握，但是仍要不断提高热处理工艺水平，寻找合适热处理工艺温度，避免齿轮产生变形。

参考文献：

[1]梁寒凌.探究齿轮热处理变形控制lil世界有色金属，2018（14）：246-247.

[2]陈正国，郝丰林.影响齿轮热处理变形的几个重要因素[J].金属加工（热加工），2017（09）：50～52..

[3]楚大锋.齿轮真空渗碳热处理变形控制探析[J].汽车工艺与材料，2015（03）;48-51.

[4]王延忠，陈云龙，张祖智，陈燕燕，刘肠.基于DEFORM有限元仿真的弧齿锥齿轮热处理过程残余应力与变形分析[J].机械传动，2016，40（01）：148-152.

[5]杨锴，程涛.典型凸轮轴齿轮热处理变形控制的提升及工装夹具的个性化应用[J].金属加工（热加工），2014（11）：26-30.