齒輪熱處理手冊

前言
第1章齒輪材料及其熱處理1
1.1齒輪類別及其性能要求1
1.1.1齒輪的類別1
1.1.2齒輪(材料)的性能要求2
1.2齒輪材料及其熱處理的選擇2
1.2.1齒輪用鋼鐵材料的選擇3
1.2.2常用齒輪鋼材及其力學(xué)性能5
1.2.3典型齒輪材料及其熱處理9
1.2.4鑄鐵齒輪材料及其熱處理22
1.2.5齒輪用鑄鋼及其熱處理27
1.2.6齒輪用非鐵金屬合金30
1.2.7齒輪用粉末冶金材料及其
熱處理35
第2章齒輪熱處理常用設(shè)備和工藝
材料37
2.1齒輪熱處理常用設(shè)備37
2.1.1齒輪熱處理常用生產(chǎn)設(shè)備38
2.1.2齒輪熱處理檢測設(shè)備及儀器50
2.2齒輪熱處理用工藝材料53
2.2.1熱處理生產(chǎn)用材料及其分類53
2.2.2金屬熱處理保護(hù)涂料及其分類54
2.2.3齒輪熱處理用淬火冷卻介質(zhì)54
2.2.4齒輪淬火冷卻用鹽浴、堿浴的
配方及使用溫度61
第3章齒輪的整體熱處理技術(shù)63
3.1齒輪的退火與正火技術(shù)63
3.1.1齒輪的退火技術(shù)64
3.1.2齒輪的正火技術(shù)69
3.1.3齒輪毛坯的等溫正火技術(shù)74
3.1.4齒輪的鍛造余熱正火工藝77
3.1.5齒輪的退火、正火熱處理實(shí)例77
3.2齒輪的整體淬火、回火技術(shù)78
3.2.1齒輪的淬火技術(shù)79
3.2.2齒輪的回火工藝86
3.2.3冷處理89
3.2.4齒輪的整體淬火、回火技術(shù)應(yīng)用
實(shí)例90
第4章齒輪的調(diào)質(zhì)熱處理技術(shù)91
4.1常用調(diào)質(zhì)齒輪鋼材及其熱處理91
4.1.1調(diào)質(zhì)鋼的分類91
4.1.2國內(nèi)外調(diào)質(zhì)鋼材91
4.1.3調(diào)質(zhì)齒輪常用鋼材與用途92
4.1.4常用調(diào)質(zhì)齒輪鋼截面與力學(xué)
性能92
4.1.5調(diào)質(zhì)齒輪的硬度選配94
4.1.6齒輪鋼材調(diào)質(zhì)硬度與硬化層
深度的確定94
4.2齒輪的調(diào)質(zhì)熱處理98
4.2.1調(diào)質(zhì)齒輪鋼材的預(yù)備熱處理98
4.2.2齒輪的調(diào)質(zhì)熱處理工藝99
4.3球墨鑄鐵齒輪的調(diào)質(zhì)處理工藝104
4.4大齒輪調(diào)質(zhì)工藝設(shè)計105
4.5大模數(shù)齒輪的開齒調(diào)質(zhì)工藝108
4.6焊接齒輪的調(diào)質(zhì)處理工藝108
4.7齒輪調(diào)質(zhì)熱處理的實(shí)例109
第5章齒輪的化學(xué)熱處理技術(shù)112
5.1齒輪的滲碳熱處理技術(shù)112
5.1.1齒輪滲碳工藝的分類與典型
加工流程112
5.1.2齒輪的滲碳熱處理技術(shù)參數(shù)113
5.1.3齒輪的滲碳工藝參數(shù)的選擇
與控制116
5.1.4齒輪的氣體滲碳工藝117
5.1.5常用結(jié)構(gòu)鋼齒輪的滲碳淬火、
回火熱處理規(guī)范131
5.1.6齒輪滲碳后常用熱處理工藝、
特點(diǎn)及適用范圍132
5.1.7齒輪經(jīng)滲碳(碳氮共滲)后
的熱處理133
5.1.8齒輪的固體滲碳技術(shù)134
5.1.9齒輪的液體滲碳技術(shù)138
5.1.10齒輪的高溫滲碳技術(shù)140
5.1.11大型齒輪的滲碳熱處理技術(shù)142
5.1.12大型焊接齒輪滲碳淬火技術(shù)147
5.1.13齒輪的防滲技術(shù)及防滲涂料
的清理方法149
5.2齒輪的碳氮共滲技術(shù)153
5.2.1齒輪的氣體碳氮共滲工藝153
5.2.2典型齒輪的碳氮共滲技術(shù)
應(yīng)用實(shí)例159
5.2.3碳氮共滲后的熱處理方法161
5.3齒輪的滲氮及氮碳共滲技術(shù)162
5.3.1齒輪的滲氮技術(shù)162
5.3.2齒輪的氣體氮碳共滲技術(shù)176
5.3.3齒輪的離子(氣體)氮碳共
滲技術(shù)179
5.3.4齒輪的鹽浴氮碳共滲技術(shù)180
5.3.5齒輪的氮碳共滲技術(shù)應(yīng)用
實(shí)例181
第6章齒輪的表面淬火技術(shù)183
6.1表面淬火技術(shù)概述183
6.2齒輪的火焰淬火技術(shù)184
6.3齒輪的感應(yīng)淬火技術(shù)189
6.3.1感應(yīng)淬火方法的分類189
6.3.2感應(yīng)加熱齒輪常用鋼鐵材料
與用途189
6.3.3感應(yīng)加熱設(shè)備的選擇190
6.3.4齒輪的感應(yīng)淬火工藝190
6.3.5齒輪的高頻感應(yīng)淬火技術(shù)206
6.3.6齒輪的中頻感應(yīng)淬火技術(shù)209
6.3.7齒輪的埋液感應(yīng)淬火技術(shù)214
6.3.8齒輪超高頻脈沖和大功率脈沖
感應(yīng)淬火工藝217
6.3.9國內(nèi)外大模數(shù)齒輪感應(yīng)淬火
設(shè)備與工藝218
6.3.10齒輪感應(yīng)淬火的屏蔽技術(shù)218
6.3.11齒輪的高、中頻感應(yīng)器及
噴水器219
6.3.12感應(yīng)淬火機(jī)床的基本參數(shù)
的選取228
6.3.13主動齒輪尾部螺紋的感應(yīng)
軟化處理技術(shù)229
6.3.14齒輪感應(yīng)淬火技術(shù)應(yīng)用
實(shí)例230
6.3.15齒條的高頻感應(yīng)電阻加熱
表面淬火技術(shù)231
第7章先進(jìn)的齒輪熱處理技術(shù)233
7.1齒輪的激光熱處理技術(shù)233
7.1.1激光淬火及其特點(diǎn)和應(yīng)用233
7.1.2齒輪激光淬火技術(shù)應(yīng)用實(shí)例239
7.2齒輪的稀土化學(xué)熱處理技術(shù)239
7.2.1生產(chǎn)現(xiàn)場化學(xué)熱處理用稀土
催滲劑的配制240
7.2.2稀土滲碳(碳氮共滲)工藝241
7.2.3齒輪的稀土滲碳(碳氮共滲)
技術(shù)應(yīng)用實(shí)例242
7.2.4稀土氣體滲氮技術(shù)243
7.2.5齒輪的BH催滲技術(shù)245
7.3先進(jìn)的齒輪感應(yīng)熱處理技術(shù)246
7.3.1齒輪雙頻感應(yīng)淬火技術(shù)246
7.3.2齒輪的同時雙頻感應(yīng)淬火技術(shù)
(SDF法)248
7.3.3單頻整體沖擊加熱淬火技術(shù)249
7.3.4低淬透性鋼齒輪的感應(yīng)淬火
技術(shù)250
7.3.5齒輪滲碳后感應(yīng)淬火、感應(yīng)滲碳
及滲氮技術(shù)252
7.3.6先進(jìn)的齒輪感應(yīng)熱處理技術(shù)應(yīng)用
實(shí)例253
7.3.7新的模壓式感應(yīng)淬火技術(shù)254
7.3.8國外先進(jìn)齒輪感應(yīng)熱處理技術(shù)與
應(yīng)用256
7.4齒輪的真空熱處理技術(shù)257
7.4.1齒輪的真空淬火技術(shù)257
7.4.2齒輪的真空滲碳技術(shù)259
7.4.3齒輪真空滲碳技術(shù)應(yīng)用實(shí)例263
7.4.4齒輪的離子滲碳技術(shù)264
7.4.5齒輪的真空熱處理實(shí)例266
7.4.6齒輪的低壓真空滲碳與高壓氣
體淬火技術(shù)267
7.4.7齒輪的離子滲氮技術(shù)269
7.4.8齒輪離子滲氮技術(shù)應(yīng)用實(shí)例276
7.4.9活性屏離子滲氮技術(shù)277
7.4.10齒輪的低真空變壓快速化學(xué)
熱處理技術(shù)279
7.5齒輪的真空及超聲波清洗技術(shù)280
7.6齒輪的先進(jìn)計算機(jī)模擬與智能控制
和精密熱處理技術(shù)281
7.7齒輪的其他先進(jìn)熱處理技術(shù)285
7.7.1一種全新的HybridCarb滲碳
方法285
7.7.2齒輪的微波熱處理技術(shù)286
第8章齒輪熱處理質(zhì)量控制與
檢驗(yàn)289
8.1齒輪熱處理質(zhì)量控制要求289
8.2齒輪的材料熱處理質(zhì)量控制與疲勞
強(qiáng)度等級289
8.2.1齒輪用鋼冶金質(zhì)量的檢驗(yàn)項(xiàng)目
及技術(shù)要求289
8.2.2齒輪材料熱處理質(zhì)量等級的
選擇290
8.2.3齒輪的材料熱處理質(zhì)量控制
和疲勞強(qiáng)度290
8.3齒輪的一般熱處理檢驗(yàn)301
8.3.1齒輪脫碳、過熱的檢驗(yàn)301
8.3.2齒輪鍛件的主要檢驗(yàn)項(xiàng)目及
內(nèi)容302
8.4齒輪退火與正火的質(zhì)量檢驗(yàn)302
8.5齒輪整體淬火與回火的質(zhì)量檢驗(yàn)303
8.6齒輪調(diào)質(zhì)處理的質(zhì)量檢驗(yàn)304
8.7齒輪滲碳熱處理的質(zhì)量檢驗(yàn)307
8.8齒輪碳氮共滲的質(zhì)量檢驗(yàn)312
8.9齒輪氣體滲氮、離子滲氮及氮碳
共滲的質(zhì)量檢驗(yàn)313
8.10齒輪感應(yīng)淬火的質(zhì)量檢驗(yàn)318
8.11齒輪火焰淬火的質(zhì)量檢驗(yàn)323
8.12齒輪熱處理畸變與裂紋的檢測324
8.12.1齒輪熱處理畸變的檢測324
8.12.2齒輪熱處理裂紋的檢測324
8.13齒輪的臺架疲勞壽命試驗(yàn)326
8.13.1汽車弧齒錐齒輪技術(shù)要求及其
疲勞壽命試驗(yàn)要求326
8.13.2載貨汽車驅(qū)動橋總成試驗(yàn)機(jī)及
其技術(shù)參數(shù)、特點(diǎn)327
8.13.313t載貨汽車單級減速器驅(qū)動
橋總成疲勞試驗(yàn)328
8.13.4齒輪彎曲疲勞試驗(yàn)328
8.13.5齒輪接觸疲勞性能試驗(yàn)的
實(shí)例328
8.14齒輪硬度檢驗(yàn)329
8.14.1經(jīng)不同工藝熱處理后的零件表面
硬度測試方法及選用原則329
8.14.2常用硬度測試方法的適用
范圍329
8.14.3不同硬化層深度和硬度測量方法
選用原則330
8.14.4硬度符號與表示及舉例說明330
第9章齒輪熱處理常見缺陷與
對策332
9.1齒輪熱處理加熱、冷卻與力學(xué)性能
缺陷與對策332
9.1.1齒輪熱處理加熱缺陷與對策332
9.1.2齒輪熱處理冷卻缺陷與對策336
9.1.3齒輪熱處理力學(xué)性能缺陷與
對策337
9.1.4防止齒輪熱處理加熱、冷卻
缺陷的實(shí)例339
9.2齒輪的整體熱處理缺陷與對策339
9.2.1齒輪的退火、正火缺陷與
對策339
9.2.2齒輪的整體淬火、回火缺
陷與對策342
9.2.3中碳鋼和中碳合金鋼齒輪整體
淬火、回火硬度缺陷與對策344
9.2.4中碳鋼和中碳合金鋼齒輪淬火、
回火金相組織缺陷與對策346
9.2.5中碳鋼和中碳合金鋼齒輪淬硬
層缺陷與對策348
9.2.6中碳鋼和中碳合金鋼齒輪淬火、
回火其他缺陷與對策 348
9.2.7中碳鋼和中碳合金鋼齒輪淬火
畸變與對策348
9.2.8中碳鋼和中碳合金鋼齒輪淬火
裂紋與對策349
9.3齒輪調(diào)質(zhì)處理缺陷與對策350
9.3.1齒輪調(diào)質(zhì)處理常見缺陷與
對策350
9.3.2防止齒輪調(diào)質(zhì)處理缺陷的
實(shí)例352
9.4齒輪的化學(xué)熱處理缺陷與對策353
9.4.1齒輪的滲碳(碳氮共滲)熱
處理缺陷與對策353
9.4.2齒輪的滲氮(氮碳共滲)熱
處理缺陷與對策376
9.4.3齒輪的離子滲氮缺陷與對策385
9.4.4齒輪的氣體氮碳共滲缺陷與
對策388
9.5齒輪的感應(yīng)熱處理缺陷與對策391
9.5.1齒輪的感應(yīng)淬火硬度缺陷與
對策391
9.5.2感應(yīng)淬火齒輪表面硬度過高或
過低原因與對策394
9.5.3齒輪的感應(yīng)淬火表面硬度不均
原因與對策395
9.5.4齒輪的感應(yīng)淬火顯微組織缺陷
與對策396
9.5.5齒輪的感應(yīng)淬火硬化層缺陷與
對策396
9.5.6感應(yīng)淬火齒輪其他熱處理缺陷
與對策398
9.5.7齒輪感應(yīng)熱處理缺陷對策的
實(shí)例400
第10章齒輪的熱處理畸變、裂紋與
控制技術(shù)402
10.1影響齒輪熱處理畸變的因素402
10.2齒輪的整體熱處理畸變控制
技術(shù)404
10.2.1軸類齒輪的熱處理畸變控制
技術(shù)404
10.2.2環(huán)、套類齒輪的熱處理畸變
控制技術(shù)406
10.3齒輪的化學(xué)熱處理畸變與控制
技術(shù)407
10.3.1齒輪的滲碳(碳氮共滲)熱處理
畸變與控制技術(shù)407
10.3.2齒輪的滲氮(氮碳共滲)熱處理
畸變與控制技術(shù)433
10.4齒輪的感應(yīng)熱處理畸變與控制
技術(shù)437
10.4.1減小與控制齒輪感應(yīng)淬火畸變的
措施437
10.4.2齒輪的高頻感應(yīng)淬火畸變與控制
技術(shù)442
10.4.3齒輪的中頻感應(yīng)淬火畸變與控制
技術(shù)448
10.5減小與控制齒輪熱處理畸變的方法與
措施450
10.5.1合理選材和正確設(shè)計451
10.5.2優(yōu)化鍛造455
10.5.3采用預(yù)備熱處理456
10.5.4消除機(jī)械加工殘余應(yīng)力458
10.5.5冷、熱加工配合459
10.5.6合理選擇裝爐及支撐方式463
10.5.7減小熱應(yīng)力464
10.5.8合理選擇淬火冷卻介質(zhì)及淬火
方式468
10.5.9改進(jìn)熱處理工藝與齒輪材料471
10.5.10采用淬火壓床淬火474
10.5.11采用鑲嵌補(bǔ)償法478
10.5.12采用先進(jìn)的熱處理工藝與
裝備479
10.6齒輪熱處理畸變的校正技術(shù)482
10.6.1齒輪熱處理畸變的校正方法482
10.6.2軸類齒輪熱處理畸變的矯直
技術(shù)483
10.6.3環(huán)、套類齒輪熱處理畸變的校正
技術(shù)485
10.6.4齒輪熱處理畸變的校正技術(shù)應(yīng)用
實(shí)例489
10.6.5齒輪齒形畸變的校正技術(shù)492
10.7齒輪的熱處理裂紋與對策494
10.7.1熱處理裂紋的分類、類型與
特征494
10.7.2淬火裂紋的特點(diǎn)及其與非淬火
裂紋的區(qū)別496
10.7.3形成齒輪淬火裂紋的影響
因素497
10.7.4防止齒輪形成裂紋的方法
與措施498
10.7.5防止齒輪形成裂紋的實(shí)例501
10.7.6防止齒輪淬火裂紋的其他
方法502
10.7.7調(diào)質(zhì)齒輪淬火裂紋形成原
因與對策503
10.7.8防止調(diào)質(zhì)齒輪淬火裂紋的
實(shí)例504
10.7.9齒輪的感應(yīng)淬火裂紋與
對策505
10.7.10齒輪的化學(xué)熱處理裂紋與
對策514
10.7.11齒輪的噴丸(拋丸)處理裂紋
形成原因與對策519
10.7.12齒輪的磨削裂紋與對策520
第11章齒輪的失效分析與對策525
11.1齒輪的服役條件與失效形式525
11.1.1齒輪的服役條件525
11.1.2齒輪的失效形式525
11.2齒輪的接觸及彎曲疲勞失效原因、
形式及其影響因素527
11.3齒面的失效與對策527
11.3.1齒面磨損與對策528
11.3.2齒面塑性變形與對策529
11.3.3齒面膠合與對策529
11.3.4齒面點(diǎn)蝕與對策530
11.3.5齒輪硬化層剝落與對策531
11.4齒輪斷裂與對策532
11.5齒輪的其他失效與對策533
11.5.1齒輪輪齒崩齒與對策533
11.5.2齒輪輪齒的末端損壞與
對策533
11.6齒輪輪齒常見失效模式的特征、
原因及對策534
11.7防止齒輪早期失效的實(shí)例536
11.8中重型載貨汽車弧齒錐齒輪失效與
對策538
11.8.1因主、從動弧齒錐齒輪制造問
題造成失效的原因與對策538
11.8.2因主、從動弧齒錐齒輪裝配及
使用問題造成失效的原因與
對策540
第12章提高齒輪性能與壽命的
途徑544
12.1齒輪的強(qiáng)度設(shè)計544
12.2齒輪延壽與提高性能的途徑545
12.2.1高精度長壽命滲碳齒輪對鋼材
的要求545
12.2.2采用新型鋼材提高重型載貨汽
車驅(qū)動橋弧齒錐齒輪性能與
壽命546
12.2.3提高載貨汽車變速器齒輪性能
與壽命的途徑547
12.2.4提高重型載貨汽車驅(qū)動橋弧齒
錐齒輪性能與疲勞壽命的
途徑549
12.2.5通過增加滲層深度或提高心部
強(qiáng)度方法提高齒輪滲層接觸疲
勞剝落抗力550
12.2.6采用稀土滲碳技術(shù)提高齒輪性
能與使用壽命551
12.2.7選用合適的低溫化學(xué)熱處理工
藝提高齒輪的疲勞強(qiáng)度551
12.2.8采用噴丸強(qiáng)化技術(shù)提高滲碳齒
輪疲勞強(qiáng)度552
12.2.9齒輪的其他延壽熱處理
技術(shù)554
12.2.10感應(yīng)淬火齒輪使用壽命低的
原因與對策556
第13章典型齒輪熱處理及其
實(shí)例558
13.1機(jī)床齒輪熱處理及其實(shí)例558
13.1.1機(jī)床齒輪的熱處理558
13.1.2機(jī)床齒輪的熱處理典型
實(shí)例559
13.2車輛齒輪熱處理及其實(shí)例560
13.2.1車輛齒輪的熱處理560
13.2.2車輛齒輪的熱處理典型
實(shí)例561
13.3能源裝備齒輪熱處理及其實(shí)例563
13.3.1風(fēng)電齒輪熱處理及其實(shí)例563
13.3.2火電及其他發(fā)電裝備齒輪
熱處理及其實(shí)例565
13.4航空齒輪熱處理及其實(shí)例566
13.4.1航空齒輪的熱處理566
13.4.2航空齒輪的熱處理典型
實(shí)例567
13.5軌道交通裝備齒輪熱處理及
其實(shí)例568
13.5.1軌道交通裝備齒輪的熱
處理568
13.5.2軌道交通裝備齒輪的熱處理
典型實(shí)例568
13.6冶金、礦山、石油化工及建材設(shè)備
齒輪熱處理及其實(shí)例569
13.6.1冶金、礦山、石油化工及建材
設(shè)備齒輪的熱處理569
13.6.2冶金、礦山、石油化工及建材
設(shè)備齒輪的熱處理典型實(shí)例569
13.7船舶與海洋工程裝備齒輪熱處理及
其實(shí)例573
13.7.1船舶與海洋工程裝備齒輪的
熱處理573
13.7.2船舶與海洋工程裝備齒輪的熱
處理典型實(shí)例573
13.8液壓齒輪泵齒輪熱處理及其
實(shí)例574
13.8.1液壓齒輪泵齒輪的熱處理574
13.8.2液壓齒輪泵齒輪的熱處理
典型實(shí)例574
附錄576
附錄A齒輪用鋼熱處理工藝參數(shù)576
附錄B齒輪滲碳鋼末端淬透性(CGMA001
1：2012)583
附錄C國內(nèi)外常用結(jié)構(gòu)鋼對照表584
附錄D齒輪熱處理相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)目錄586
參考文獻(xiàn)590