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1主題内容與适用範圍
本标準規定瞭透平發電機級、透平壓縮機 、鼓風機、離心泵等所有漸開線高速齒輪的材料選擇及熱處理質量控制。
本标準适用於制造高速齒輪裝置時，對齒輪材料及熱處理質量的控制和檢測。
2引用标準
GB225 鋼的淬透性末端淬火試驗方法
GB226鋼的低倍組織及缺陷酸蝕試驗法
GB230金屬洛氏硬度試驗方法
GB231金屬布氏硬度試驗方法
GB1591 低合金結構鋼
GB1979結構鋼低倍組織缺陷評級圖
GB3077合金結構鋼技術條件
GB4341金屬肖氏硬度試驗方法
GB4342金屬顯微維氏硬度試驗方法
GB5030金屬小負荷維氏硬度試驗方法
GB5216保證淬透性結構鋼技術條件
GB5617鋼的感應淬火或火焰淬火後有效硬化層深度的測定
GB6394金屬平均晶粒度測定法
GB9450鋼件滲碳淬火有效硬化層深度的測定和校核
ZBJ17001齒輪滲氮、氮碳共滲工藝及質量控制
ZBJ36009Q鋼件感應淬火金相檢驗
HB5022滲碳、碳氮共滲、氮化零件金相組織檢驗
3質量控制基本要求
3.1材料選擇原則
選擇高速齒輪材料時應綜合考慮以下内容：
3.1.1材料的化學成分、機械性能及機械加工性能 。
3.1.2應根據高速齒輪的工作條件、熱處理工藝（調質或表面硬化處理）確定所有鋼号。
3.1.3對承愛重負荷並有沖擊的高速齒輪、應選用鎳、鉻、钼鋼或鎳钼鋼。
3.1.4高速齒輪應採用保證淬透性的結構鋼 。
3.1.5制造高速齒輪的材料應具有較高的純度及尺寸穩定性。
3.1.6材料的經濟合理性。
3.2原材料及齒坯的質量控制
3.2.1原材料或齒坯必須附有合格證明或質量保證書。檢驗部門負責按照採購定單要求或圖樣規定檢驗其尺寸 、外觀和硬度，並按技術要求檢查鋼材化學成分、低倍組織（酸蝕、硫印、夾雜物）淬透性、晶粒度和機械性能。
3.2.2原材料檢驗單或齒坯檢驗記錄應交檢驗部門和質量管理部門存檔。
3.2.3經檢驗不合的原材料或齒坯，應标上“不準使用”的記号，封存待處理。
3.2.4原材料的代用，須經有關單位會簽，總工程師或技術副廠長批準主後主可投産使用。
3.2.5制造高速齒輪的原材料必須經過退火或正火處理，使組織均勻、機構性能符合要求並具有良好的加工性能。
3.2.6爲降低硬度，改善加工性能 ，齒坯應進行退火或正火處理。
3.3預先熱處理質量控制
3.3.1滲碳的高速齒輪齒坯均應進行正火處理，正火在粗車後進行。
3.3.2滲氮的高速齒輪齒坯 ，必須時行調質處理 ，調質在粗車後進行，調質時 ，回火溫度應高於氮化溫度10℃以上，但最低回火溫度不得低於550℃。
3.3.3感應淬火的高速齒輪齒坯，必須進行調質處理 ，調質的硬度範圍應烽240～340HB。
3.4最終熱得理質量控制
3.4.1滲碳淬火
高速齒輪在氣體滲碳後淬火之前，應先用随爐試樣進行淬火試驗，在確定其工藝可靠後方可進行處理。試樣的檢驗項目有：
a.用載荷爲9.8N的維氏硬度計在試棒中間部位測量有效硬化層深度 ，測量方法按GB9450及GB4342或GB5030規定進行。試棒尺寸按下表規定：
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齒輪模數
m |
試棒尺寸 |
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直徑D |
長度L |
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≤5 |
16 |
50 |
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＞5～16 |
25 |
50 |
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＞16 |
≥s |
(21～30)s | 注：s爲分度圓齒厚。
b.在金相顯微鏡下觀察滲層組織，並按HB5022規定進行評級 。正常的顯微組織應爲細晶回火馬氏體的基體上分布著彌散的碳化物 ，不允許出現嚴重的碳化物網或大塊碳化物聚集現象 。
c.當要求測定碳濃度分布曲線時 ，可採用剝層試棒（直徑30mm，長度150mm）測定。如無特殊要求，滲碳高速齒輪最表層的碳濃度應在0.75%～0.95%之間。
3.4.2感應淬火
3.4.2.1新産品的高速齒輪在感應淬 火前，應先在試驗齒輪上用選定的感應器進行淬火工藝試驗 。首先檢查表是否有裂紋，然後解剖檢查齒面硬度、硬化層深度、硬化層沿齒廓分布的均勻性及金相組織 。隻有當上述檢驗項目均符合技術要求後 ，才可對高速齒輪進行淬火處理 。
3.4.2.2對老産品高速齒輪，應堅持淬 火工藝的首檢程序，即先淬一個齒，由質量檢驗員對其表面裂紋、表面硬度及硬化層分布進行檢查，首檢合格並由檢驗員簽字後才可往下進行淬火。
3.4.3滲氮處理
滲氮齒輪應用随爐仿形試樣，對表面疏松 、擴散層化合物形态、化合物層厚度進行檢查。
3.5對熱處理設備和工藝的要求
3.5.1對於氣體滲碳（或碳氮共滲）設備，應能有效控制碳勢 。
3.5.2一般情況下，在滲碳工藝中碳勢應控制在0.75%～0.95%範圍内 ，重要的高速齒輪還應通過對試樣的定碳分析來控制碳勢，其試樣尺寸爲直徑30mm，長度150mm，自表面依資助剝層0.15，0.10，0.10mm來進行定碳分析。
3.5.3滲氮工藝參數要綜合考慮高速齒輪的表面狀态、氨分解率 、溫度和滲氮時間等因素。滲氮前，應清除高速齒輪表面的氧化物或髒物。
3.5.4感應淬火所有感應器應保證高速齒輪能獲得要求的硬化層分布，軸用夾具應對中，最大偏心量應控制在0.05mm之内。
4質量檢測基本要求
4.1原材料及齒坯的質量檢測
4.1.1原材料的化學成分應符合GB3077規定 ，每爐均應進行檢查。
4.1.2齒坯粗車後，每件均應進行超聲波探險傷或磁粉探傷。
4.1.3原材料晶粒度應按GB6394規定分爐号每批進行檢查和判定。
4.1.4若技術條件有淬透性要求，應按GB225進行試驗檢查。
4.1.5原材料的硬度應按訂貨要求或圖樣規定每批進行檢查。
4.1.6若技術條件規定進行機械性能試驗，試棒應取自該齒坯本體材料，機械性能指标不得低於GB1591或GB3077的規定。
4.1.7原材料的低倍組織每批按GB226和GB1979規定抽查。
4.2預選熱處理的質量檢測
4.2.1預先熱處理（正火或調質）後的齒坯，應按圖樣規定檢查每件的布氏硬度。在齒寬中部齒面上沿圓周方向對稱測4點 ，直徑大於2000mm的齒坯應适當增加測量點數，硬度全部合格計爲合格，測定方法按GB231規定 。
4.2.2對圖樣或合同中有特殊要求的高速齒輪，調質或正火後 ，可用随爐試樣檢查金相組織。
4.2.3若圖樣中有明文規定 ，還應對預選熱得理後的齒坯進行超聲波探傷或磁粉探傷，並進行機械性能試驗，試棒應取自該齒坯本體材料 。
4.3最終熱處理後的質量檢測
4.3.1齒面硬度
4.3.1.1高速齒輪應按圖樣要求檢查每件的齒面硬度。
4.3.1.25齒面硬度在齒寬中部齒面上沿圓周方向對稱測4點，對於直徑大於2000mm的齒輪可适當增加測量點數，硬度全部合格計爲合格。測量方法按GB230或GB4341規定。對於齒寬大於10mm的齒輪，應在齒寬方向适當增加測量點數。
4.3.1.3對於調質的高速齒輪，允許在輪齒端面 、人字齒輪的退刀槽外、軸齒輪輪齒附近的部位（支承頸部除外）進行硬度檢測。
4.3.2有效硬化層深度
高速齒輪應根據不同的表面硬化工藝，按GB9450、GB5617或ZBJ17001規定，採用随爐仿形試樣檢查每爐的有效硬度檢測。
4.3.3滲層金相組織
4.3.3.1滲碳（或碳氮共滲）淬火後的高速齒輪應根據圖樣要求，採用随爐仿形試樣，按HB5022規定，對碳化物、殘餘奧氏體及馬氏體進行評級。
4.3.3.2氣體滲氮的高速齒輪應根據圖樣要求，採用随爐仿形試樣，按HB5022規定，對表面疏松、護散層的化合物形态、化合物層厚度進行評級。
4.3.3.3感應淬火的高速齒輪應根據圖樣要求，按ZBJ36009規定，對硬化層的馬氏體進行評級。
4.3.4心部硬度和心部組織
心部硬度根據圖樣要求採用随爐仿形試樣檢查，心部組織按HB5022檢查。
4.3.5熱處理變形量的檢查
當熱處理工藝不穩定時應定期抽查熱處理變形量。測量最終熱處理前後的齒形、齒向數據加以對比。最大熱處理變形最不應超過磨削餘量的50%。
4.4對檢測結果和試驗報告的基本要求
4.4.1應将檢測結果的複印件交檢驗部門和質量管理部門存檔。
4.4.2試驗報告中，應注明該試驗的标準号 、技術要求和實測值，並有檢測人 、審定人簽字。必要時，還應标出測試儀器的型号和測量精度。
4.5對不合格齒輪處的基本要求
凡經過最終檢查被判爲不合格品而又無法修複的齒輪，均應貼上不合格标簽，附帶 離存放，不允許将其與合格品或回用品混放。
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。
本标準主要起草人王考勤、向永久。 |
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