汽车齿轮热处理工艺、特点与作用

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‍汽车齿轮的内涵质量主要是指齿轮的显微安排、力学功能等目标满足技能要求，一起其他缺点有必要控制在规定的技能范围之内。轿车齿轮内涵质量的优劣是决议齿轮质量的关键，其彻底取决于热处理质量，是齿轮完成低噪声、高精度，长寿命的关键因素。在必定条件下，合理地挑选热处理工艺，改进显微安排，减少变形，防止淬裂，进步力学功能，就可有效地进步齿轮内涵质量。

汽车齿轮热处理（工艺）包含：一是普通热处理，如退火、正火、淬火、回火、调质；二是外表热处理，其包含外表淬火（如感应淬火、激光淬火等）和化学热处理（如渗碳、碳氮共渗、渗氮、氮碳共渗等）。

1.调质

调质是将齿轮等零件淬火后进行高温（500~650℃）回火的操作。调质处理常用于含碳量0.3%~0.5%（质量分数）的**碳素钢或合金钢制作的齿轮。

调质可以细化晶粒，并获得均匀、具有必定弥散度、力学功能的回火索氏体安排。一般经调质处理后，齿轮硬度可达220~285HBW。调质齿轮的综合功能优于正火。

调质常用于齿轮的预备热处理（如渗氮、感应淬火前的调质处理）和终究热处理。

2.外表淬火

外表淬火是将齿轮等零件的外表淬透到必定的深度，而心部仍坚持未淬火状态的一种部分淬火的办法。外表淬火时通过快速加热，使齿轮外表很快到达淬火的温度，在热量来不及穿透齿轮心部就当即冷却，完成部分淬火。

利用外表加热淬火而得到外表硬化层后，齿轮的心部仍可以坚持原来的显微安排和功能不变，然后到达进步疲劳强度和耐磨性并坚持心部耐性的综合功能，并可以节省能源、减小齿轮淬火变形。

齿轮齿面淬火硬度一般为45~55HRC。外表淬火齿轮承载才能高，并能够接受冲击载荷。通常外表淬火齿轮的毛坯经正火或调质处理，以便使齿轮心部有必定的强度和韧度。

外表淬火主要有感应淬火、激光淬火与火焰淬火等。与渗碳淬火比较，外表淬火变形小、成本低、效率高。

汽车齿轮外表淬火主要选用感应淬火工艺。因为感应加热速度快，几乎没有氧化、脱碳，齿轮变形很小，还易于完成部分加热及自动化生产，热处理成本低。因而，在现代化轿车行业中得到广泛应用。

3.渗碳与碳氮共渗

（1）渗碳淬火 渗碳淬火是先将齿轮等零件放入渗碳介质中，在880~950℃下加热、保温，使齿轮外表增碳，然后进行淬火，使表层得到马氏体等的显微安排。渗碳淬火齿轮常用低碳合金钢制作。渗碳淬火的目的是使齿轮等零件在外表获得高强度和耐磨性的一起，心部仍坚持有必定的强度以及较高的塑性和耐性。

汽车齿轮常用气体渗碳工艺。渗碳淬火、回火后齿轮外表硬度一般在58~63HRC。目前，渗碳淬火已经成为重要轿车齿轮（如差速器齿轮、驱动桥主从动弧齿锥齿轮、变速器齿轮等）的主导热处理工艺。

（2）碳氮共渗 碳氮共渗是使齿轮等零件外表一起进入碳及氮的化学热处理工艺。一般碳氮共渗的渗层深度控制在0.2~0.8mm，应用的范围主要是接受中、低负荷的耐磨零件。与常规渗碳比较，因其外表耐磨性得到很大进步，可获得较高的运用寿命。碳氮共渗常用于轿车变速器齿轮等。

近几年汽车用自动变速器AIT渗碳齿轮的齿面在工作中的实际温度约达300℃，远高于正常的回火温度（150~200℃），这种外表的温度将导致硬度降低，引发点蚀的发生。选用碳氮共渗后喷丸硬化可进步疲劳强度。在碳氮共渗时，跟着含氮量的添加ΔHV（硬度降）进步，抗回火功能进步，抗回火温度到达300℃。

4.渗氮与氮碳共渗

（1）渗氮。渗氮是向汽车齿轮等零件外表进入氮原子形成氮化层的化学热处理工艺。渗氮可以进步齿轮外表硬度、耐磨性、疲劳强度及抗蚀才能。渗氮处理温度低，因而齿轮变形小，无需磨削或只需精磨即可。

渗氮齿轮因为渗氮层薄（约0.15~0.70mm），硬化层有剥落的倾向，因而承载才能一般不及渗碳齿轮高，不宜于受冲击载荷或有激烈磨损的场合运用。

日本在轿车变速器齿轮热处理时选用渗氮工艺，德国Clocker-离子公司将离子渗氮应用于轿车齿轮，均进步了齿轮精度和运用寿命。

（2）氮碳共渗。氮碳共渗是以渗氮为主一起进入碳的化学热处理工艺。氮碳共渗可以明显进步齿轮的耐磨性、抗胶合和抗擦伤才能、耐疲劳功能及耐腐蚀功能。目前，气体氮碳共渗应用于汽车、轻型客车变速器齿轮等零件。