齒輪淬火冷卻中的質量問題及其解決辦法

  不管是滲碳淬火、碳氮共滲淬火、感應加熱淬火還是整體加熱淬火，齒(chǐ)輪淬火冷卻過程可能出現的熱處(chù)理質量問題主要有：

1．淬火後(hòu)硬度不足、淬火态硬度不均、淬火硬化深度不夠(gòu)；

2．淬火後心部硬度過高；

3．淬火變形超差；

4．淬火開裂；

5．油淬後(hòu)表面光亮度不夠(gòu)。 

  工廠出現的這類質量問題往往與齒輪的材質、前處理、淬火加熱和淬火冷卻有關
。在排除材質
、前處理和加熱中的問題後，淬火介質及相關技術的作用就特别突出瞭(le)。事實上，近年來國外對淬火冷卻的研究也證明，在改進和提高熱處理質量的工作中
，最值得注意的正是淬火冷卻。淬火冷卻大多是在液體介質中進行的。齒輪淬火用的通常是淬火油、水溶性淬火介質和自來水。因此，下面将首先分析齒輪淬火冷卻可能出現的以上質量問題與所用淬火介質的特性和用法的關系，並(bìng)指出解決不同問題所需淬火液的冷卻速度分布特點。

  随後簡單(dān)介紹常用淬火介質的冷卻速度分布特點(diǎn)和選用時的注意事項
。 

一、淬火冷卻中的質量問題1．硬度不足與硬化深度不夠淬火冷卻速度偏低是造成齒輪淬火硬度不足
、硬度不均和硬化深度不夠的原因，但是，根據實際淬火齒輪的材質
、形狀大小和熱處理要求不同，又可以分爲高溫階段冷速不足、中低溫階段冷速不足以及低溫階段冷速不足等不同情況。比如。對於(yú)中小齒輪，淬火硬度不足往往是中高溫階段冷速不足所緻，而模數大的齒輪要求較深淬硬層時
，提高低溫冷卻速度就非常必要瞭(le)。 

1．對於(yú)淬火用油，一般說，油的蒸氣膜階段短、中溫冷速快、且低溫冷卻速度快，往往能獲得高而且均勻的淬火硬度和足夠的淬硬深度。工件裝挂方式對淬火冷卻效果也有明顯影響。要使淬火油流動通暢，並(bìng)配備和使用好攪拌裝置，才能得到更好的效果。提高所用淬火介質的低溫冷卻速度，往往可以增大淬硬層深度。在滲層碳濃度分布相同的情況下，採用低溫冷卻速度更高的淬火油，往往獲得更深的淬火硬化層，因此，採用冷卻速度快的淬火油後，可以相應縮短工件的滲碳時間，也能獲得要求的淬火硬化層深度。要求的滲碳淬硬層深度越大，這種方法縮短滲碳時間的效果越明顯。 

2．淬火後心部硬度過高這類問題可能與所選介質冷速過快或介質的低溫冷卻速度過高有關。解決辦(bàn)法之一是改換淬火油來滿足要求。辦(bàn)法之二是與淬火介質生産(chǎn)廠家聯系，有針對地加入适當的添加劑來降低淬火油的中低溫冷卻速度。辦(bàn)法之三是改用淬透性更低的鋼種
。 

3．淬火變形問題淬火變形使不少工廠傷透瞭(le)腦筋。按習慣，變形問題的解決通常要牽涉多個部門，解決的辦法往往是綜合措施。最近發表瞭(le)關於淬火變形的文章，把引起變形的原因主要歸結爲冷卻速度不足和冷卻不均，並(bìng)在此基礎上提出瞭(le)提高冷卻速度並(bìng)設法實現均勻冷卻的解決原則方法，可供參考[1]。提高淬火冷卻速度的措施也在該參考文獻中列出，應用時隻要合理選用相同作用方向的措施加上去。就可解決大部分齒輪的淬火變形問題。比如，齒輪的内花鍵孔變形，往往是所選的淬火油高溫冷速不足，或者說油的蒸氣膜階段過長的緣故。提高油的高溫冷速並(bìng)提高油在整個冷卻過程的冷速，一般就能解決内花鍵孔的變形問題。對於中小齒輪，尤其是比較精密的齒輪，選好用好等溫分級淬火油是控制變形必不可少的措施。 

4．齒輪的淬火開裂問題這個問題主要出現在感應加熱淬火中。選擇好水性淬火介質，比如國内外普遍採(cǎi)用的PAG類淬火介質代替原來使用的自來水，問題便解決瞭(le)。感應加熱淬火採(cǎi)用PAG介質。可以獲得高而均勻的淬火硬度和深而且穩定的淬硬層，淬裂危險極小。