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            齒輪毛坯加熱過程中畸變的起因分析及控制
            - 2021-10-30-

              在齒輪加工過程中,由于刀具在金屬擠壓過程中的塑性變形,會產生加工硬化和殘余應力。一般認為,應力消除退火可以消除加工齒輪的殘余應力,從而消除導致變形的機械條件。然而,試驗表明,在650℃的應力消除退火過程中,隨著畸變晶格的恢復和內應力的釋放,結果是“應力消除,畸變保留”。齒輪毛坯通常是正火的,在加熱過程中,當正火組織轉變為奧氏體時,由于鐵素體+珠光體和奧氏體的比體積不同,如果毛坯的原始組織不均勻,則在加熱過程中由于轉變速度不同,會導致體積變化不均勻,導致變形。此外,在齒輪加熱過程中,由于結構形狀、夾緊、放置和爐內負載的影響,齒輪加熱不均勻。特別是在925~950℃的高溫滲碳溫度下,部分零件將主要通過輻射加熱,而另一些零件則主要通過對流加熱。由于輻射加熱的加熱速度遠快于對流加熱,因此會在齒輪工件的各個部位形成較大的溫差,產生熱應力。

              如何控制齒輪加熱過程中的變形?

              1、齒輪毛坯等溫正火。

              毛坯齒輪經普通正火處理后,組織和硬度分散性較大。等溫正火不僅可以提高組織和硬度的均勻性,而且可以減少加工應力不均勻引起的變形。近年來,我國毛坯齒輪等溫正火技術的應用,對控制齒輪熱處理變形起到了良好的作用。

              2、預熱和分級加熱。

              一方面,目的是使工件的表面、內部及各部分更加均勻,同時減小與目標溫度的溫差;根本的是要減少工件各部分的溫差。國外相關標準規定,終端加工件應在540℃或650℃預熱后再加熱到740℃。

              3、滲碳等高溫熱處理應在消除應力退火后進行。

              相當于將在高溫下直接加熱的工件分成兩段進行加熱,頭一段遠低于滲碳溫度,由于加熱溫度低、熱應力低、加熱速度慢、溫度梯度小,不僅利于降低執行應力,而且利于緩慢的加工應力釋放和畸變晶格恢復;然后進行滲碳等高溫熱處理。因此,較好在消除應力退火后立即將齒輪放入高溫滲碳爐,以獲得越佳成果。在生產中,現有的回火爐可用于此操作。

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