大齿轮轴淬火回火中经常会出现的问题有哪些

大型重载齿轮轴是大齿轮箱的重要传动变速零件，采用20CrMnMo钢或者17CrNiM06钢锻件加工，热处理采用气体渗碳后高温回火，随后等温淬火、回火处理。工件齿顶部直径为500-600mm，模数为22mm，要求渗碳层深度为要求渗碳层深度为5.0 -5.5mm， 齿顶中部凹陷<1.5mm，翘曲<1.5mm 生产中发现，工件淬火后产生畸变较大，齿轮中部直径缩小达2.Omm，渗碳层齿部中部凹陷，两头翘曲，呈马鞍形，畸变重者齿面中部较两端下陷达2.2mm，如图4-27所示。该工件传动啮合要求精度高，工件允许留磨量小。为此，探讨分析大齿轮轴热处理畸变特点及原因十分重要。

分析认为，大齿轮轴热处理特点是在高温长时间渗碳、高温回火和淬火、回火中，由于工件重达4 -5t，加热和冷却时间均臶K．速度慢，淬火时齿部全齿淬透，其余部位淬硬层深为15 -20mm，工件畸变主要产生于淬火加热和冷却过程，淬火冷却中工件产生的热应力和组织应力叠加使齿轮轴出现畸变。为防止和减小工件畸变，在保证工件要求硬化层深度的条件下宜采取最小淬火温差，取淬火温度的条件下宜采取最小淬火温差，取淬火温度 下限。另外，采用等温淬火处理减少和控制工件畸变，使工件满足技术性能（硬度、强度、耐磨性能）的同时，其畸变量最小。大齿轮轴热处理工艺的改进及技术措施如下：

(1) 渗碳：9300C x 120h 气体渗碳。空冷时向炉内鼓风向外散热冷却工件，目的消除渗层网状碳化物。工件渗碳层深为5. 0 - 5.5mm。

(2) 6800℃高温回火，作用是使残留奥氏体转变和析出含铬碳化物及消除网状碳化物、正火应力，高温回火处理为工件淬火作好组织准备。

 (3) 淬火：工件先在6500C x (3 - 5)h 保温，然后加热至淬火温度(810 ～830)℃ x9h， 然后在180 -204℃硝盐中等温淬火，工件循环冷却2 -2.5h。

(4) 回火：工件进行2000C x 16h 和1800C x 16h 两次回火，使淬火马氏体转变为回火马氏体，并使残留奥氏体发生转变，稳定组织、应力状态及工件尺寸。生产中发现，低温淬火时，大型工件因转移较慢易出现先共析铁素体，使工件硬度和组织不合格。可在出炉前提高炉温10 -200C保温10min，以保证工件进入淬火液时温度符合要求。另外，工件淬火要垂直淬入，等温硝盐1醱计应使淬火冷却充裕，不宜狭小，并且要循环冷却浴液，使工件冷却均匀和冷却效果优良。采用上述工艺改进和技术措施后，大齿轮轴中部凹陷<1.5mm，翘曲量约为1.2 - 1. 5mm， 畸变量稳定，符合技术要求指标，满足了生产要求。