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内容简介

　　《齿轮的热处理畸变、裂纹与控制方法》对齿轮热处理畸变、裂纹产生原因、影响因素等进行了详细分析和探讨，同时提出了控制与预防的方法和措施。其主要内容包括：热处理应力的概述、热处理畸变及其原因分析和规律、齿轮的整体热处理畸变与控制、齿轮的化学热处理畸变与控制、齿轮的感应热处理畸变与控制、影响齿轮热处理畸变的（其他）因素、减小与控制齿轮热处理畸变的方法与措施、齿轮热处理畸变的校正、齿轮的热处理裂纹原因分析与防止措施。书中列举了大量的实例加以分析说明与改进，既有理论分析，又有丰富的生产实践经验，对控制、预防及解决实际生产中遇到的齿轮畸变与裂纹问题具有较强的指导意义和实用价值。
　　《齿轮的热处理畸变、裂纹与控制方法》可供热处理工程技术人员、工人阅读使用，也可供相关专业在校师生参考。

内页插图

目录

前言

第1章 热处理应力的概述
1.1 热处理应力及其分类
1.2 热处理残余应力

第2章 热处理畸变及其原因分析和规律
2.1 热处理畸变机理
2.2 热处理畸变的种类
2.3 外应力与热处理畸变
2.4 内应力与热处理畸变
2.5 热处理畸变原因分析及畸变规律

第3章 齿轮的整体热处理畸变与控制
3.1 环套类齿轮的热处理畸变与控制
3.1.1 中碳钢环套类齿轮的热处理畸变与控制
3.1.2 中碳低合金钢环套类齿轮的热处理畸变与控制
3.2 轴类齿轮的热处理畸变与控制
3.2.1 轴类齿轮的热处理畸变
3.2.2 轴类齿轮的热处理畸变影响因素及其控制措施
3.2.3 中碳钢和中碳合金钢带键槽齿轮轴的热处理畸变与控制

第4章 齿轮的化学热处理畸变与控制
4.1 齿轮的渗碳热处理畸变与控制
4.1.1 齿轮的渗碳热处理畸变
4.1.2 齿轮的渗碳热处理畸变影响因素
4.1.3 控制与减小齿轮渗碳热处理畸变的措施
4.1.4 环形齿轮（盘形齿轮、齿圈）的渗碳热处理畸变与控制
4.1.5 带内花键齿轮的渗碳淬火畸变与控制
4.1.6 双联齿轮的渗碳淬火畸变与控制
4.1.7 齿轮轴的渗碳淬火畸变与控制
4.1.8 大型齿轮（轴）的渗碳淬火畸变与控制
4.1.9 大型焊接齿轮的渗碳淬火畸变与控制
4.1.10 齿轮的碳氮共渗热处理畸变与控制
4.2 齿轮的渗氮热处理畸变与控制
4.2.1 渗氮热处理及其特点
4.2.2 渗氮对齿轮热处理畸变的影响
4.2.3 齿轮的气体渗氮和离子渗氮畸变与控制
4.2.4 环套类齿轮的渗氮热处理畸变与控制
4.2.5 轴类齿轮的渗氮热处理畸变与控制
4.2.6 齿轮的氮碳共渗热处理畸变与控制
4.2.7 齿轮的低压真空氮碳共渗技术
4.2.8 齿轮的深层渗氮技术
4.2.9 齿轮的稀土催渗氮技术

第5章 齿轮的感应热处理畸变与控制
5.1 齿轮的感应热处理及其特点
5.2 齿轮的感应淬火畸变与控制
5.2.1 感应淬火的特点
5.2.2 感应淬火的畸变
5.2.3 减小与控制齿轮感应淬火畸变的措施
5.3 齿轮的高频感应淬火畸变与控制
5.3.1 齿轮的高频感应淬火畸变特点及其影响因素
5.3.2 不同高频感应淬火方法及其畸变特点
5.3.3 齿轮高频感应淬火后的畸变
5.4 齿轮的中频感应淬火畸变与控制
5.4.1 轴类齿轮的中频感应淬火畸变与控制
5.4.2 环套类齿轮的中频感应淬火畸变与控制
5.5 埋液感应淬火畸变控制技术

第6章 影响齿轮热处理畸变的（其他）因素
6.1 钢中含碳量对畸变的影响
6.2 钢中合金元素对畸变的影响
6.3 钢的淬透性对畸变的影响
6.4 齿轮形状、截面尺寸对畸变的影响
6.5 钢的原始组织对畸变的影响
6.5.1 钢的原始组织对热处理畸变的影响
6.5.2 连铸坯形对齿轮热处理畸变的影响
6.6 锻造对畸变的影响
6.7 毛坯预备热处理对畸变的影响
6.8 残余应力对畸变的影响
6.9 淬火加热过程对畸变的影响
6.10 淬火温度对畸变的影响
6.11 淬火冷却对畸变的影响
6.11.1 冷却速度与淬火冷却介质对畸变的影响
6.11.2 冷却不均匀引起的畸变
6.11.3 淬火冷却介质温度对畸变的影响
6.12 淬火操作对畸变的影响
6.12.1 齿轮装夹及支承方式对畸变的影响
6.12.2 淬火加热温度及加热均匀性对畸变的影响
6.12.3 重复淬火对畸变的影响
6.12.4 淬火冷却对畸变的影响
6.12.5 其他操作因素对畸变的影响
6.13 回火、冷处理及时效处理对畸变的影响
6.13.1 回火对畸变的影响
6.13.2 冷处理对畸变的影响
6.13.3 时效处理对畸变的影响

第7章 减小与控制齿轮热处理畸变的方法与措施
7.1 合理选材和正确设计
7.1.1 合理选材
7.1.2 正确设计齿轮结构
7.1.3 正确设计齿轮硬度
7.2 优化锻造
7.3 采用预备热处理
7.3.1 预备退火处理
7.3.2 齿轮半成品的预备热处理
7.3.3 铸钢齿轮的预备热处理
7.3.4 渗碳齿轮毛坯的预备热处理
7.3.5 渗碳齿轮毛坯的等温正火处理
7.3.6 预备调质处理
7.4 消除机械加工残余应力
7.4.1 合理选择切削用量
7.4.2 热处理前的残余应力消除
7.5 合理调整冷热加工工序
7.5.1 畸变试样与畸变试验
7.5.2 合理安排冷热加工工序
7.5.3 预留加工余量
7.5.4 进行预先修正
7.5.5 采用预先胀大花键孔方法
7.5.6 感应加热预先收缩内孔方法
7.5.7 采用“去渗碳层→二次加热淬火”方法
7.6 合理选择装炉及支承方式
7.7 减小热应力
7.7.1 选择合理的加热方法
7.7.2 选择适当的淬火加热温度、加热速度和保温时间
7.7.3 提高淬火油温度
7.7.4 采用分级淬火工艺
7.7.5 采用等温淬火工艺
7.7.6 采用亚温淬火（临界温度淬火）工艺
7.7.7 采用喷液淬火方法
7.7.8 合理选择淬火冷却介质及淬火方式
7.8 改进热处理工艺与材料
7.8.1 采用渗氮（或氮碳共渗）工艺代替渗碳淬火
7.8.2 采用“中碳钢调质+感应淬火”代替渗碳淬火
7.8.3 采用局部感应淬火代替整体加热淬火
7.8.4 采用盐浴快速加热淬火工艺
7.8.5 采用碳氮共渗代替渗碳淬火
7.8.6 采用“正火+回火”代替调质处理
7.8.7 改变齿轮材料
7.9 采用减小齿轮畸变的热处理工艺方法与装备
7.9.1 减小齿轮畸变的热处理工艺方法
7.9.2 减小细长齿轮轴、薄片盘形齿轮和薄壁齿套畸变的工艺方法
7.9.3 减小复杂齿轮体积畸变和翘曲畸变的工艺方法
7.9.4 减小齿轮时效畸变的工艺方法
7.9.5 采用压床淬火
7.10 采用先进的工艺和装备减小与控制齿轮热处理畸变
7.10.1 采用低压真空热处理炉与高压气淬设备及其工艺
7.10.2 采用激光热处理技术与装备
7.10.3 采用稀土渗碳（碳氮共渗）技术与BH催渗碳技术
7.10.4 采用双频感应淬火技术与装备
7.10.5 采用渗碳后感应淬火技术
7.10.6 采用新的模压感应淬火技术
7.10.7 采用同步双频感应淬火技术
7.11 采用微小畸变钢材减小齿轮畸变

第8章 齿轮热处理畸变的校正
8.1 齿轮热处理畸变的校正方法
8.1.1 冷态校正方法
8.1.2 热态校正方法
8.1.3 淬火状态校正方法
8.1.4 回火校正方法
8.2 轴类齿轮热处理畸变的校直方法
8.2.1 冷态校直方法
8.2.2 热态校直方法
8.3 环套类齿轮热处理畸变的校正方法
8.3.1 收缩（内）孔方法
8.3.2 胀大（内）孔方法
8.3.3 使用胎具回火定型校正方法
8.3.4 利用回火校正花键孔方法
8.3.5 采取喷砂校正方法
8.3.6 环形齿轮圆度畸变的热点校正方法
8.3.7 利用淬火压床的校正方法
8.3.8 采用圆度校正机校正圆度畸变方法
8.3.9 采用翻面装夹方式校正畸变方法
8.3.10 齿轮花键孔的校正方法
8.3.11 齿轮的感应加热应力校正方法
8.3.12 齿轮的双液淬火收缩内孔方法
8.3.13 齿轮的淬火校正方法
8.3.1 4 缩孔齿轮的化学酸蚀挽救方法
8.3.1 5 渗碳齿轮的旋转校直方法
8.4 齿轮齿形的校正方法
8.4.1 齿部校正
8.4.2 硬齿面切削加工校正方法

第9章 齿轮的热处理裂纹原因分析与防止措施
9.1 淬火残余应力的类型、作用特点及裂纹的形成规律
9.1.1 淬火残余应力的类型
9.1.2 淬火残余应力的作用特点及裂纹的形成规律
9.1.3 淬火应力对工件裂纹的作用
9.2 热处理裂纹的分类
9.3 热处理裂纹的特征与类型
9.3.1 淬火裂纹的特征
9.3.2 热处理裂纹的类型
9.4 形成齿轮淬火裂纹的影响因素
9.4.1 钢的化学成分对淬火裂纹的影响
9.4.2 原材料缺陷对齿轮淬火时形成裂纹的影响
9.4.3 齿轮结构对形成裂纹的影响
9.4.4 淬火前的原始组织及应力状态对形成裂纹的影响
9.4.5 加热因素对形成淬火裂纹的影响
9.4.6 冷却因素对形成淬火裂纹的影响
9.4.7 齿轮表面脱碳对形成淬火裂纹的影响
9.4.8 回火对形成裂纹的影响
9.5 防止齿轮形成裂纹的方法与措施
9.5.1 合理设计齿轮结构与优选钢材
9.5.2 改善齿轮锻造质量
9.5.3 适当安排冷热加工工序及正确选择预备热处理
9.5.4 正确选择加热介质、加热温度及保温时间
9.5.5 消除齿轮的残余应力
9.5.6 合理选用淬火冷却介质和淬火方法
9.5.7 预防白点退火
9.5.8 防止淬火裂纹的其他方法
9.6 齿轮的感应淬火裂纹形成原因及其防止措施
9.6.1 齿轮结构或表面质量造成的淬火裂纹及其防止措施
9.6.2 齿轮材料因素造成的淬火裂纹及其防止措施
9.6.3 加热温度过高或加热不均造成的淬火裂纹及其防止措施
9.6.4 冷却条件不良造成的淬火裂纹及其防止措施
9.6.5 齿轮的喷液及浸液感应淬火
9.6.6 齿轮高频感应淬火裂纹特征及其形成原因和防止措施
9.6.7 齿轮中频感应淬火裂纹的形成原因及其防止措施
9.6.8 采用埋液淬火预防齿轮感应淬火裂纹
9.6.9 齿轮超音频感应淬火裂纹形成原因及其防止措施
9.7 齿轮的化学热处理裂纹形成原因及其防止措施
9.7.1 渗碳齿轮表面裂纹形成原因及其防止措施
9.7.2 渗氮齿轮表面裂纹形成原因及其防止措施
9.8 齿轮的喷丸处理形成裂纹原因及其防止措施
9.9 齿轮的磨削裂纹形成原因及其防止措施
9.9.1 齿轮磨削裂纹的特征
9.9.2 齿轮的磨齿裂纹
9.9.3 齿轮花键的磨削裂纹
9.9.4 齿轮磨削裂纹与淬火裂纹的区别
9.9.5 齿轮的磨削裂纹产生原因分析
9.9.6 防止齿轮磨削裂纹的措施
9.9.7 防止齿轮磨削裂纹的实例
9.10 调质齿轮淬火裂纹形成原因分析及其防止措施
参考文献

前言/序言

　　改革开放以来，我国齿轮行业伴随国民经济的快速发展取得了巨大进步。齿轮产品种类齐全，广泛应用于航空、船舶、兵器装备、汽车摩托、农机、机床工具、工程机械、轨道交通、起重运输、矿山冶金、电力能源、石油化工和仪器等20多个领域，形成了独立完整的工业体系。
　　热处理是提高齿轮强度、硬度、耐磨性、韧性及综合疲劳性能的重要工艺方法。但是，在热处理过程中，常因原材料、设计、工艺及操作等方面的问题，导致齿轮产生裂纹而报废，给企业造成了较大的经济损失。因此，齿轮的热处理裂纹是齿轮热处理生产中最严重的缺陷之一。研究与掌握齿轮热处理裂纹的成因、影响规律并提出预防措施与方法，是提高产品质量，减少损失，延长齿轮使用寿命的重要内容。
　　齿轮在热处理过程中，由于热应力和组织应力的作用，导致齿轮的尺寸和形状发生变化，即产生热处理畸变。畸变不仅使齿轮的精度降低，而且还影响齿轮的强度和使用寿命，也是产生噪声和局部应力集中的根源。对于不磨削（齿面）齿轮，畸变过大会引起偏载；对于磨削（齿面）齿轮，因畸变而引起的偏磨（削）会造成齿面烧伤、产生磨削台阶而发生早期点蚀和疲劳断齿。因此，齿轮的热处理畸变控制非常重要。
　　齿轮热处理畸变，特别是渗碳淬火畸变属于世界性的难题，畸变之所以难以控制，是因为影响因素太多，而且其中很多因素彼此交互影响，难以控制。因此，有人称热处理畸变控制是一项复杂的“畸变工程”。人们也逐渐认识到工件最终畸变并非完全由热处理淬火引起，淬火工序仅仅释放了潜在的畸变因素，引起畸变的潜在畸变因素在各个生产工序中就已逐步积累，如设计、材质、锻造、铸造、机械加工、热处理、磨削等。因此，畸变的控制应该是生产过程全方位的系统工程，但热处理是齿轮生产过程中畸变控制的一道关键工序，如果掌握了热处理畸变的规律，并将其控制在较小的范围内，则在很多情况下，可以在热处理前调整齿轮的机械加工尺寸，使热处理后能够满足齿轮公差要求，就能够省去加工成本很高的齿轮精整工序（如剃齿、珩齿、磨齿等）。
　　减少齿轮畸变、防止裂纹产生最主要的途径是研究和掌握各类齿轮在各种不同热处理条件下，各种因素对畸变与裂纹形成的影响特点，分析与认识产生畸变、裂纹的原因和规律，进而找到控制与预防齿轮畸变、裂纹产生的方法与措施。
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