如何提高齿轮锻件的质量?硬度是齿轮锻件热处理的重要质量检验指标。这不仅是因为硬度测试快速、简单且不会损坏锻件,还可以从硬度值推断其他机械性能。合理确定锻件热处理后的硬度值,可使锻件具有良好的使用性能,对提高锻件质量、延长其使用寿命具有重要作用。
除了要求的硬度值外,还必须规定其他机械性能指标,以提高齿轮锻件的质量:
1.强韧性的合理组合。一般来说,钢材料的强度和韧性是相互增加和减少的。对于结构锻件,一次冲击韧性通常被用作安全标准,以追求高韧性指数而不牺牲强度,导致机械产品体积大、重量重,使用寿命短。相反,对于工具和模具,为了提高耐磨性,他们追求高硬度和高强度(抗扭强度),而忽略了韧性对减少模具边缘塌陷和断裂的影响,使用寿命不长。因此,应调查分析锻件的工作条件和失效形式,根据强韧性的合理组合,确定锻件应选用的强韧性指标。
2.正确处理材料强度、结构强度与系统强度的关系。使用标准样品测量各种材料强度指标,这取决于材料的微观结构(包括表面状态、残余应力和应力状态)。锻件的结构强度受尺寸因素和缺口效应的影响,而系统强度与其他锻件的相互作用有关。三者之间有很大的差异。例如,材料的光滑试棒具有较高的疲劳强度,但实际物体的疲劳强度可能非常低。因此,对于一些重要零件,根据模拟试验结果确定力学性能指标更为合适。
3.总成的强度匹配应合理。大量试验和实际使用表明,当总成(如蜗轮、链轮、滚珠、套圈和传动齿轮)达到强度匹配时,可延长使用寿命。例如,钢球的硬度应比套圈高2 HRC,汽车后桥主动齿轮的表面硬度应比从动齿轮座高2-5 HRC。同一种钢用相同的方法处理成具有相同硬度的摩擦副,耐磨性差。
4.对于表面强化锻件,芯部和表面强度应合理匹配。当表面强化零件(如渗碳淬火、碳氮共渗淬火、渗氮、感应淬火等)时,当硬化层深度一定时,型芯应有适当的强度,使型芯与表面强度达到良好的匹配状态,以保证锻件具有较高的使用寿命。如果堆芯强度过低,过渡区容易产生疲劳源,导致疲劳性能下降;芯材强度过高,表面残余压应力小,疲劳寿命不长。
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