齒輪熱處理手冊

前言
第1章齒輪材料及其熱處理1
1.1齒輪類別及其性能要求1
1.1.1齒輪的類別1
1.1.2齒輪(材料)的性能要求2
1.2齒輪材料及其熱處理的選擇2
1.2.1齒輪用鋼鐵材料的選擇3
1.2.2常用齒輪鋼材及其力學性能5
1.2.3典型齒輪材料及其熱處理9
1.2.4鑄鐵齒輪材料及其熱處理22
1.2.5齒輪用鑄鋼及其熱處理27
1.2.6齒輪用非鐵金屬合金30
1.2.7齒輪用粉末冶金材料及其
熱處理35
第2章齒輪熱處理常用設備和工藝
材料37
2.1齒輪熱處理常用設備37
2.1.1齒輪熱處理常用生產設備38
2.1.2齒輪熱處理檢測設備及儀器50
2.2齒輪熱處理用工藝材料53
2.2.1熱處理生產用材料及其分類53
2.2.2金屬熱處理保護涂料及其分類54
2.2.3齒輪熱處理用淬火冷卻介質54
2.2.4齒輪淬火冷卻用鹽浴、堿浴的
配方及使用溫度61
第3章齒輪的整體熱處理技術63
3.1齒輪的退火與正火技術63
3.1.1齒輪的退火技術64
3.1.2齒輪的正火技術69
3.1.3齒輪毛坯的等溫正火技術74
3.1.4齒輪的鍛造余熱正火工藝77
3.1.5齒輪的退火、正火熱處理實例77
3.2齒輪的整體淬火、回火技術78
3.2.1齒輪的淬火技術79
3.2.2齒輪的回火工藝86
3.2.3冷處理89
3.2.4齒輪的整體淬火、回火技術應用
實例90
第4章齒輪的調質熱處理技術91
4.1常用調質齒輪鋼材及其熱處理91
4.1.1調質鋼的分類91
4.1.2國內外調質鋼材91
4.1.3調質齒輪常用鋼材與用途92
4.1.4常用調質齒輪鋼截面與力學
性能92
4.1.5調質齒輪的硬度選配94
4.1.6齒輪鋼材調質硬度與硬化層
深度的確定94
4.2齒輪的調質熱處理98
4.2.1調質齒輪鋼材的預備熱處理98
4.2.2齒輪的調質熱處理工藝99
4.3球墨鑄鐵齒輪的調質處理工藝104
4.4大齒輪調質工藝設計105
4.5大模數(shù)齒輪的開齒調質工藝108
4.6焊接齒輪的調質處理工藝108
4.7齒輪調質熱處理的實例109
第5章齒輪的化學熱處理技術112
5.1齒輪的滲碳熱處理技術112
5.1.1齒輪滲碳工藝的分類與典型
加工流程112
5.1.2齒輪的滲碳熱處理技術參數(shù)113
5.1.3齒輪的滲碳工藝參數(shù)的選擇
與控制116
5.1.4齒輪的氣體滲碳工藝117
5.1.5常用結構鋼齒輪的滲碳淬火、
回火熱處理規(guī)范131
5.1.6齒輪滲碳后常用熱處理工藝、
特點及適用范圍132
5.1.7齒輪經(jīng)滲碳(碳氮共滲)后
的熱處理133
5.1.8齒輪的固體滲碳技術134
5.1.9齒輪的液體滲碳技術138
5.1.10齒輪的高溫滲碳技術140
5.1.11大型齒輪的滲碳熱處理技術142
5.1.12大型焊接齒輪滲碳淬火技術147
5.1.13齒輪的防滲技術及防滲涂料
的清理方法149
5.2齒輪的碳氮共滲技術153
5.2.1齒輪的氣體碳氮共滲工藝153
5.2.2典型齒輪的碳氮共滲技術
應用實例159
5.2.3碳氮共滲后的熱處理方法161
5.3齒輪的滲氮及氮碳共滲技術162
5.3.1齒輪的滲氮技術162
5.3.2齒輪的氣體氮碳共滲技術176
5.3.3齒輪的離子(氣體)氮碳共
滲技術179
5.3.4齒輪的鹽浴氮碳共滲技術180
5.3.5齒輪的氮碳共滲技術應用
實例181
第6章齒輪的表面淬火技術183
6.1表面淬火技術概述183
6.2齒輪的火焰淬火技術184
6.3齒輪的感應淬火技術189
6.3.1感應淬火方法的分類189
6.3.2感應加熱齒輪常用鋼鐵材料
與用途189
6.3.3感應加熱設備的選擇190
6.3.4齒輪的感應淬火工藝190
6.3.5齒輪的高頻感應淬火技術206
6.3.6齒輪的中頻感應淬火技術209
6.3.7齒輪的埋液感應淬火技術214
6.3.8齒輪超高頻脈沖和大功率脈沖
感應淬火工藝217
6.3.9國內外大模數(shù)齒輪感應淬火
設備與工藝218
6.3.10齒輪感應淬火的屏蔽技術218
6.3.11齒輪的高、中頻感應器及
噴水器219
6.3.12感應淬火機床的基本參數(shù)
的選取228
6.3.13主動齒輪尾部螺紋的感應
軟化處理技術229
6.3.14齒輪感應淬火技術應用
實例230
6.3.15齒條的高頻感應電阻加熱
表面淬火技術231
第7章先進的齒輪熱處理技術233
7.1齒輪的激光熱處理技術233
7.1.1激光淬火及其特點和應用233
7.1.2齒輪激光淬火技術應用實例239
7.2齒輪的稀土化學熱處理技術239
7.2.1生產現(xiàn)場化學熱處理用稀土
催滲劑的配制240
7.2.2稀土滲碳(碳氮共滲)工藝241
7.2.3齒輪的稀土滲碳(碳氮共滲)
技術應用實例242
7.2.4稀土氣體滲氮技術243
7.2.5齒輪的BH催滲技術245
7.3先進的齒輪感應熱處理技術246
7.3.1齒輪雙頻感應淬火技術246
7.3.2齒輪的同時雙頻感應淬火技術
(SDF法)248
7.3.3單頻整體沖擊加熱淬火技術249
7.3.4低淬透性鋼齒輪的感應淬火
技術250
7.3.5齒輪滲碳后感應淬火、感應滲碳
及滲氮技術252
7.3.6先進的齒輪感應熱處理技術應用
實例253
7.3.7新的模壓式感應淬火技術254
7.3.8國外先進齒輪感應熱處理技術與
應用256
7.4齒輪的真空熱處理技術257
7.4.1齒輪的真空淬火技術257
7.4.2齒輪的真空滲碳技術259
7.4.3齒輪真空滲碳技術應用實例263
7.4.4齒輪的離子滲碳技術264
7.4.5齒輪的真空熱處理實例266
7.4.6齒輪的低壓真空滲碳與高壓氣
體淬火技術267
7.4.7齒輪的離子滲氮技術269
7.4.8齒輪離子滲氮技術應用實例276
7.4.9活性屏離子滲氮技術277
7.4.10齒輪的低真空變壓快速化學
熱處理技術279
7.5齒輪的真空及超聲波清洗技術280
7.6齒輪的先進計算機模擬與智能控制
和精密熱處理技術281
7.7齒輪的其他先進熱處理技術285
7.7.1一種全新的HybridCarb滲碳
方法285
7.7.2齒輪的微波熱處理技術286
第8章齒輪熱處理質量控制與
檢驗289
8.1齒輪熱處理質量控制要求289
8.2齒輪的材料熱處理質量控制與疲勞
強度等級289
8.2.1齒輪用鋼冶金質量的檢驗項目
及技術要求289
8.2.2齒輪材料熱處理質量等級的
選擇290
8.2.3齒輪的材料熱處理質量控制
和疲勞強度290
8.3齒輪的一般熱處理檢驗301
8.3.1齒輪脫碳、過熱的檢驗301
8.3.2齒輪鍛件的主要檢驗項目及
內容302
8.4齒輪退火與正火的質量檢驗302
8.5齒輪整體淬火與回火的質量檢驗303
8.6齒輪調質處理的質量檢驗304
8.7齒輪滲碳熱處理的質量檢驗307
8.8齒輪碳氮共滲的質量檢驗312
8.9齒輪氣體滲氮、離子滲氮及氮碳
共滲的質量檢驗313
8.10齒輪感應淬火的質量檢驗318
8.11齒輪火焰淬火的質量檢驗323
8.12齒輪熱處理畸變與裂紋的檢測324
8.12.1齒輪熱處理畸變的檢測324
8.12.2齒輪熱處理裂紋的檢測324
8.13齒輪的臺架疲勞壽命試驗326
8.13.1汽車弧齒錐齒輪技術要求及其
疲勞壽命試驗要求326
8.13.2載貨汽車驅動橋總成試驗機及
其技術參數(shù)、特點327
8.13.313t載貨汽車單級減速器驅動
橋總成疲勞試驗328
8.13.4齒輪彎曲疲勞試驗328
8.13.5齒輪接觸疲勞性能試驗的
實例328
8.14齒輪硬度檢驗329
8.14.1經(jīng)不同工藝熱處理后的零件表面
硬度測試方法及選用原則329
8.14.2常用硬度測試方法的適用
范圍329
8.14.3不同硬化層深度和硬度測量方法
選用原則330
8.14.4硬度符號與表示及舉例說明330
第9章齒輪熱處理常見缺陷與
對策332
9.1齒輪熱處理加熱、冷卻與力學性能
缺陷與對策332
9.1.1齒輪熱處理加熱缺陷與對策332
9.1.2齒輪熱處理冷卻缺陷與對策336
9.1.3齒輪熱處理力學性能缺陷與
對策337
9.1.4防止齒輪熱處理加熱、冷卻
缺陷的實例339
9.2齒輪的整體熱處理缺陷與對策339
9.2.1齒輪的退火、正火缺陷與
對策339
9.2.2齒輪的整體淬火、回火缺
陷與對策342
9.2.3中碳鋼和中碳合金鋼齒輪整體
淬火、回火硬度缺陷與對策344
9.2.4中碳鋼和中碳合金鋼齒輪淬火、
回火金相組織缺陷與對策346
9.2.5中碳鋼和中碳合金鋼齒輪淬硬
層缺陷與對策348
9.2.6中碳鋼和中碳合金鋼齒輪淬火、
回火其他缺陷與對策 348
9.2.7中碳鋼和中碳合金鋼齒輪淬火
畸變與對策348
9.2.8中碳鋼和中碳合金鋼齒輪淬火
裂紋與對策349
9.3齒輪調質處理缺陷與對策350
9.3.1齒輪調質處理常見缺陷與
對策350
9.3.2防止齒輪調質處理缺陷的
實例352
9.4齒輪的化學熱處理缺陷與對策353
9.4.1齒輪的滲碳(碳氮共滲)熱
處理缺陷與對策353
9.4.2齒輪的滲氮(氮碳共滲)熱
處理缺陷與對策376
9.4.3齒輪的離子滲氮缺陷與對策385
9.4.4齒輪的氣體氮碳共滲缺陷與
對策388
9.5齒輪的感應熱處理缺陷與對策391
9.5.1齒輪的感應淬火硬度缺陷與
對策391
9.5.2感應淬火齒輪表面硬度過高或
過低原因與對策394
9.5.3齒輪的感應淬火表面硬度不均
原因與對策395
9.5.4齒輪的感應淬火顯微組織缺陷
與對策396
9.5.5齒輪的感應淬火硬化層缺陷與
對策396
9.5.6感應淬火齒輪其他熱處理缺陷
與對策398
9.5.7齒輪感應熱處理缺陷對策的
實例400
第10章齒輪的熱處理畸變、裂紋與
控制技術402
10.1影響齒輪熱處理畸變的因素402
10.2齒輪的整體熱處理畸變控制
技術404
10.2.1軸類齒輪的熱處理畸變控制
技術404
10.2.2環(huán)、套類齒輪的熱處理畸變
控制技術406
10.3齒輪的化學熱處理畸變與控制
技術407
10.3.1齒輪的滲碳(碳氮共滲)熱處理
畸變與控制技術407
10.3.2齒輪的滲氮(氮碳共滲)熱處理
畸變與控制技術433
10.4齒輪的感應熱處理畸變與控制
技術437
10.4.1減小與控制齒輪感應淬火畸變的
措施437
10.4.2齒輪的高頻感應淬火畸變與控制
技術442
10.4.3齒輪的中頻感應淬火畸變與控制
技術448
10.5減小與控制齒輪熱處理畸變的方法與
措施450
10.5.1合理選材和正確設計451
10.5.2優(yōu)化鍛造455
10.5.3采用預備熱處理456
10.5.4消除機械加工殘余應力458
10.5.5冷、熱加工配合459
10.5.6合理選擇裝爐及支撐方式463
10.5.7減小熱應力464
10.5.8合理選擇淬火冷卻介質及淬火
方式468
10.5.9改進熱處理工藝與齒輪材料471
10.5.10采用淬火壓床淬火474
10.5.11采用鑲嵌補償法478
10.5.12采用先進的熱處理工藝與
裝備479
10.6齒輪熱處理畸變的校正技術482
10.6.1齒輪熱處理畸變的校正方法482
10.6.2軸類齒輪熱處理畸變的矯直
技術483
10.6.3環(huán)、套類齒輪熱處理畸變的校正
技術485
10.6.4齒輪熱處理畸變的校正技術應用
實例489
10.6.5齒輪齒形畸變的校正技術492
10.7齒輪的熱處理裂紋與對策494
10.7.1熱處理裂紋的分類、類型與
特征494
10.7.2淬火裂紋的特點及其與非淬火
裂紋的區(qū)別496
10.7.3形成齒輪淬火裂紋的影響
因素497
10.7.4防止齒輪形成裂紋的方法
與措施498
10.7.5防止齒輪形成裂紋的實例501
10.7.6防止齒輪淬火裂紋的其他
方法502
10.7.7調質齒輪淬火裂紋形成原
因與對策503
10.7.8防止調質齒輪淬火裂紋的
實例504
10.7.9齒輪的感應淬火裂紋與
對策505
10.7.10齒輪的化學熱處理裂紋與
對策514
10.7.11齒輪的噴丸(拋丸)處理裂紋
形成原因與對策519
10.7.12齒輪的磨削裂紋與對策520
第11章齒輪的失效分析與對策525
11.1齒輪的服役條件與失效形式525
11.1.1齒輪的服役條件525
11.1.2齒輪的失效形式525
11.2齒輪的接觸及彎曲疲勞失效原因、
形式及其影響因素527
11.3齒面的失效與對策527
11.3.1齒面磨損與對策528
11.3.2齒面塑性變形與對策529
11.3.3齒面膠合與對策529
11.3.4齒面點蝕與對策530
11.3.5齒輪硬化層剝落與對策531
11.4齒輪斷裂與對策532
11.5齒輪的其他失效與對策533
11.5.1齒輪輪齒崩齒與對策533
11.5.2齒輪輪齒的末端損壞與
對策533
11.6齒輪輪齒常見失效模式的特征、
原因及對策534
11.7防止齒輪早期失效的實例536
11.8中重型載貨汽車弧齒錐齒輪失效與
對策538
11.8.1因主、從動弧齒錐齒輪制造問
題造成失效的原因與對策538
11.8.2因主、從動弧齒錐齒輪裝配及
使用問題造成失效的原因與
對策540
第12章提高齒輪性能與壽命的
途徑544
12.1齒輪的強度設計544
12.2齒輪延壽與提高性能的途徑545
12.2.1高精度長壽命滲碳齒輪對鋼材
的要求545
12.2.2采用新型鋼材提高重型載貨汽
車驅動橋弧齒錐齒輪性能與
壽命546
12.2.3提高載貨汽車變速器齒輪性能
與壽命的途徑547
12.2.4提高重型載貨汽車驅動橋弧齒
錐齒輪性能與疲勞壽命的
途徑549
12.2.5通過增加滲層深度或提高心部
強度方法提高齒輪滲層接觸疲
勞剝落抗力550
12.2.6采用稀土滲碳技術提高齒輪性
能與使用壽命551
12.2.7選用合適的低溫化學熱處理工
藝提高齒輪的疲勞強度551
12.2.8采用噴丸強化技術提高滲碳齒
輪疲勞強度552
12.2.9齒輪的其他延壽熱處理
技術554
12.2.10感應淬火齒輪使用壽命低的
原因與對策556
第13章典型齒輪熱處理及其
實例558
13.1機床齒輪熱處理及其實例558
13.1.1機床齒輪的熱處理558
13.1.2機床齒輪的熱處理典型
實例559
13.2車輛齒輪熱處理及其實例560
13.2.1車輛齒輪的熱處理560
13.2.2車輛齒輪的熱處理典型
實例561
13.3能源裝備齒輪熱處理及其實例563
13.3.1風電齒輪熱處理及其實例563
13.3.2火電及其他發(fā)電裝備齒輪
熱處理及其實例565
13.4航空齒輪熱處理及其實例566
13.4.1航空齒輪的熱處理566
13.4.2航空齒輪的熱處理典型
實例567
13.5軌道交通裝備齒輪熱處理及
其實例568
13.5.1軌道交通裝備齒輪的熱
處理568
13.5.2軌道交通裝備齒輪的熱處理
典型實例568
13.6冶金、礦山、石油化工及建材設備
齒輪熱處理及其實例569
13.6.1冶金、礦山、石油化工及建材
設備齒輪的熱處理569
13.6.2冶金、礦山、石油化工及建材
設備齒輪的熱處理典型實例569
13.7船舶與海洋工程裝備齒輪熱處理及
其實例573
13.7.1船舶與海洋工程裝備齒輪的
熱處理573
13.7.2船舶與海洋工程裝備齒輪的熱
處理典型實例573
13.8液壓齒輪泵齒輪熱處理及其
實例574
13.8.1液壓齒輪泵齒輪的熱處理574
13.8.2液壓齒輪泵齒輪的熱處理
典型實例574
附錄576
附錄A齒輪用鋼熱處理工藝參數(shù)576
附錄B齒輪滲碳鋼末端淬透性(CGMA001
1：2012)583
附錄C國內外常用結構鋼對照表584
附錄D齒輪熱處理相關標準目錄586
參考文獻590