齒輪調質工藝及其質量控制（JB/T6077-92）

1主題内容與适用範圍
本标準規定瞭齒輪周質有關術語
、材料選擇、處理設備、工藝及質量控制要求。
本标準适用於鍛鋼和鑄鋼齒輪的預備調質熱處理及最終調質熱處理。
2引用标準
GB231金屬布氏硬度試驗方法
GB699優質碳素結構鋼技術條件
GB1172黑色金屬硬度及強度換算值
GB3077合金結構鋼技術條件
GB4341金屬肖氏硬度試驗方法
GB6394金屬平均晶粒度測定法
GB8539齒輪材料及熱處理質量檢驗的一般規定
GB9452熱處理爐有效加熱區測定方法
3術語
3.1齒輪毛坯
輪齒進行機械加工或熱處理前的半成品齒輪，稱爲齒輪毛坯
。
3.2預備調質熱處理
對最終熱處理前的齒輪毛坯進行淬火和高溫回火處理稱爲預備調質熱處理。
3.4最終調質熱處理
齒輪毛坯經淬火高溫回火後，不再進行任何熱處理的工藝，稱爲最終調質熱處理。
3.5有效截面
作爲計算加熱
、冷卻時間用的截面，稱爲有效截面
。
3.6工藝硬度
爲達到齒輪圖樣技術要求的齒面硬度，在制訂齒輪毛坯調質工藝時，根據材料的淬透性及截面尺寸而規定的齒輪毛坯的外圓柱表面或端面應達到的硬度稱爲工藝硬度。
4齒輪材料
4.1調質齒輪材料
常駐用鋼材如下：
合金結構鋼 40Cr，35SiMn，35CrMo，42CrMo，50CrMoA，
40CrNi，40CrMnMo，40CrNiMo，40CrNi2Mo，
30CrNi3Mo，37SiMn2MoV
優質碳素結構鋼
一般工程用鑄造碳鋼ZG310-570，ZG340-640
合金鑄鋼ZG40Cr，ZG35CrMo，ZG35CrMmSi
必要時可由用戶與制造廠協商決定，可按JB/ZQ6207減速器齒圈用的碳鋼和合金鋼鍛煉件或JB/ZQ6208減速器齒輪用按GB8539、GB6394有關規定。
4.2冶金質量
4.2.1材料的化學成分、非金屬夾雜物及力學性能應符合GB699、GB3077及有關行業标準規定。
4.2.2晶粒度、鋼錠結構按GB8539、GB6394有關規定。
4.3鍛造齒輪毛坯質量
4.3.1鍛造比按GB8539或按各行業規定。
4.3.2鍛坯不得過熱、過燒、斑疤
、折疊、裂紋
，其晶粒度級别不低於原材料晶粒度級别。鍛後餘熱調質熱處理後的晶粒度級别按各行業規定。
4.4力學性能檢驗
按規定程序批準的圖樣或技術文件要求測定力學性能時，其取樣部位、試件數量及試驗方法按各行業有關規定。
5調質處理設備
5.1加熱設備
5.1.1加熱設備應能根據工藝要求控制爐溫。在設備的有效加熱區内，其保溫溫度偏差最大不超過±15℃。
5.1.2當用火焰反射爐時，火焰不得直接噴射到齒輪毛坯上，以免局部燒傷
。
5.2冷卻設備及介質
5.2.1淬火冷卻設備應具有循環冷卻裝置或攪拌裝置，以保證齒輪毛坯獲得足夠而均勻的冷卻。
5.2.2齒輪毛坯淬火冷卻時，介質溫度應控制在：水溫≤40℃；油溫≤80℃。
5.3溫度測定及溫度控制設備
5.3.1淬火加熱和回火爐應配有溫度測量、指标、控制和自動記錄裝置。
5.3.2測試儀表精度及熱電偶等級應符合GB9452的規定。
6齒輪調質熱處理工藝規程
6.1預備調質熱處理工藝規程
6.1.1淬火加熱溫度一般在Ac3以上30～50℃，對某些鋼材也可採用亞溫淬火，或鍛造餘熱淬火，回火溫度根據設計硬度要求確定。
6.1.2齒輪毛坯應置於爐子的有效加熱區内，工件間應保留一定的間隙
，裝爐量不得超過設備最大裝載量。
6.1.3齒輪毛坯達到工藝規定的淬火溫度後，保溫一段時間，使其穩定熱及均勻化。
6.1.4回火保溫時間一般按有效截面尺寸計算，當有效截面尺寸小於60mm時，保溫1.5～2h；當有效截面尺寸爲60～100mm時，保溫2～3h；當有效截面尺寸大於100mm時，應适當延長保溫時間。
6.2最終調質熱處理工藝規程
6.2.1裝爐前應檢查工件表面質量，不允許有裂紋、折疊、嚴重磕碰等缺陷。
6.2.2粗加工後調質的齒輪毛坯，應留有合理的加工餘量，必要時應預留起吊夾頭和力學性能試棒。
6.2.3齒輪毛坯的尖角處應倒角，斷面突變處應以圓弧過渡。
6.2.4當所選材料的齒輪毛坯工藝硬度達不到圖樣标準注的硬度加要求的硬度差值時，應進行預先切齒再調質。常用的調質齒輪鋼材料 截面硬度對應關系見附錄A（參考件）。
6.2.5齒輪毛坯應置於設備有效加熱區内，相互之間應留有一定間距。
6.2.6對於大型鍛坯或鑄坯，應採用階梯加熱法，並應控制其升溫速度。
8.2.7淬 火加熱的保溫和回火時間同6.1.3條、6.1.4條
。
6.2.8淬火後應及時回火，一般間隔時間不超過4h，對於大截面水冷後的中、低合金鋼鍛件及鑄件，回火間隔時間不得超過2～3h。
6.2.9淬火冷卻時不應将齒輪毛坯堆放在冷卻槽内，以防止冷卻不均勻和産生過大的變形。
6.2.10回火冷卻一般爲空冷，對於大截面鍛件或鑄件應随爐冷卻至低於400℃後出爐再空冷；對於有回火脆性的鋼材，回火後應打用油冷或水冷，然後再在400～450℃保溫一段時間後空冷。
6.2.11軸齒輪校後應補充回火，其溫度比調質的回火溫度低30～50℃，工件變形量不得大於加工餘量的1/2。
6.2.12焊接齒輪的調質處理工藝與鍛鋼齒輪一樣
，其焊後的中間退火和最終退火的溫度比齒圈調質時的回火溫度低30℃，保溫2～6h，然後以25～50℃/h的冷卻速度冷卻到300℃以下再空冷。
7調質齒輪質量控制與檢測方法
7.1外觀
齒輪毛坯調質後，外觀表面不得有裂紋及傷痕等缺陷。
7.2硬度
7.2.1調質後應進行硬度檢驗。
7.2.2調質齒輪硬度用布氏硬度标注，符号爲HBS，硬度值寫在符号前面，暗藏按GB231規定測定。若用其他硬度計測量時，其硬度換算應符合GB1172的規定。當用洛氏硬度計測出的硬度低於25HRC時

，則應重新用布氏硬度計測定。
7.2.3對批量生産，應按熱處理爐次抽檢，其抽檢數按各行業技術文件規定進行。單件生産應100%測定。
7.2.4硬度檢測部位與點數
7.2.4.1工序間檢驗
7.2.4.1.1 齒輪毛坯調質處理後，在其外圓柱表面或端面，用砂輪磨削一小平面，用硬度計測定，其測定值應以工藝硬度爲準。幾種鋼工藝硬度與圖樣要求硬度差值見附錄B（參考件）。
7.2.4.1.2鑄造齒輪毛坯硬度檢測部位及點數見表1。
7.2.4.1.3鍛造軸齒輪與盤形齒輪硬度檢測部位及點數見表2。
7.2.4.1.4鍛造環形齒輪硬度檢測部位及點數見表3。
7.2.4.2成品齒輪檢驗
成品齒輪硬度應在齒面或輪緣面上半徑方向二分之一厚度處用無損檢測硬度計測定。暫無條件時，也允許在齒頂面或端面上測定，測定結果應考慮材料淬透性的影響。
7.2.5硬度均勻性
被檢齒輪的硬度應均勻，單件硬度差不大於30～40HBS，批量硬度差不大於40～50HBS。
7.2.6硬度檢測結果評定
檢測結果應符合技術條件。若檢測齒輪中有個别點超出規定
，則在該點附近加測兩點
。加測合格爲合格品，若測不合格，應加倍檢驗。若加倍檢驗仍有不合格，則應全部檢查或按不合格處理。

表B1

注：工藝硬度等於圖樣要求硬度加相應差值。
附加說明：
本标準由機械電子工業部鄭州機械研究所提出並歸口。
本标準由鄭州機械研究所負責起草。
本标準起草人李耀珍、仲複欣、王克武。