齒輪滲碳淬火發(fā)生變化過程是怎么樣的
齒輪滲碳淬火發(fā)生變化過程是怎么樣的
一、探討齒輪淬火過程
再來討論齒輪加工過程滲碳淬火后表層殘余應力的狀況。不管滲碳淬火還是非滲碳正常整體淬火，表層直接與冷卻介質(zhì)接觸要比心部冷卻快，所以表層熱應力方向一般都是負的壓應力，而組織應力方向卻可能因表面滲碳后增加了表面含碳量，降低了馬氏體開始轉(zhuǎn)變溫度，使得心部反而先于表面發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，從而影響表面組織應力的方向。
二、齒輪負的壓應力
齒輪的材質(zhì)碳或氮原子的滲入使得零件表層出現(xiàn)密度變化，也會引起明顯的表面殘余壓應力，與負的熱應力疊加后，零件表層呈現(xiàn)負的壓應力。從殘余應力檢測結(jié)果來看，齒輪加工滲碳淬火處理后表層殘余壓應力在200～400MPa左右，壓應力高峰出現(xiàn)在次表層大約在0.03～0.05mm處，可達到500MPa以上，次表層以下壓應力遞減，殘余應力是熱應力、組織應力和附加應力的疊加。從原理上分析內(nèi)應力的產(chǎn)生機制，定性分析一些熱處理下產(chǎn)生的內(nèi)應力，雖不能定量得到內(nèi)應力的強度大小，但從熱處理變形的方向上，可以初步判斷內(nèi)應力主要是受熱應力還是組織應力的作用?從而有針對性地縮小試驗范圍，快速地找到具體條件下熱處理變形的原因和解決方案。
三、齒輪加工溫度
齒輪滲碳淬火件在滲碳階段主要是受熱應力作用，加熱速度過快容易形成里外溫差較大的熱應力，這階段可以采用預熱或緩慢加熱或階梯升溫來減小熱變形。滲碳溫度較高時，材料強度下降工件自重和支撐承重產(chǎn)生的附加應力可能接近或超過材料強度，若考慮生產(chǎn)成本效率，應盡量采用較低溫度滲碳減小熱變形。淬火階段通常是產(chǎn)生熱處理變形的關(guān)鍵階段，會同時產(chǎn)生熱應力和組織應力，因此這階段可采用預冷方法，即讓工件在較高溫度下或材料強度較低時，冷卻速度開始時緩慢一點，避免產(chǎn)生很大的熱應力;接著當下降到一定溫度或工件強度增加后，冷卻速度再變快，迅速通過珠光體貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū);工件在馬氏體開始轉(zhuǎn)變溫度Ms到馬氏體轉(zhuǎn)變結(jié)束溫度Mf區(qū)間，需要減緩冷卻速度來減小組織應力的產(chǎn)生。
四、齒輪總結(jié)
從理論上很好解釋熱變形原理，但實際上卻很難準確控制。然而，試驗研究和生產(chǎn)實踐都表明，冷卻不均勻是熱處理翹曲變形的主要原因之一，快速冷卻必然導致熱變形的增加，這是目前主要的研究，但熱變形量增加后熱變形的差值是否也加大，研究報道并不多。
