调质齿轮淬火裂纹形成的原因及其防止措施

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1.调质齿轮淬火裂纹形成原因分析

（1）齿轮原材料质量影响

齿轮钢材质量（如晶粒、组织及成分等）稳定性较差，每批来料成分波动范围较大，原材料组织不良（材料中存在严重带状组织、发纹等缺陷），容易导致齿轮形成淬火裂纹。

（2）齿轮尺寸因素的影响

由于工件较大，为了保证精车后齿轮的调质硬度（280~300HBW），必须将齿轮原材料棒料粗加工车削后再进行调质处理，而此时有的钢材（如45钢）淬火尺寸刚好在盐水淬火易开裂范围之内（8~14mm）。由于组织应力与热应力的综合作用，在淬透齿轮中极易出现淬火裂纹。

（3）未进行去应力退火

由于粗车齿轮毛坯未进行去应力退火，这增大了齿轮形成淬火裂纹的倾向。

（4）冷却方式的影响

在齿轮原材料质量、使用设备、热处理工艺等条件一定的前提下，淬火齿轮入水时的加热温度过高、冷却时间过长是导致齿轮产生淬火裂纹的重要原因。

2.防止调质齿轮形成淬火裂纹的措施

为了防止调质齿轮出现淬火裂纹情况，可以从以下方面加以改进：

①提高原材料质量；

②控制齿轮的粗加工尺寸，避免加工尺寸落在盐水淬火易开裂范围；

③齿轮毛坯粗车削后进行去应力退火；

④采用合理的淬火冷却方式等。

在齿轮原材料质量、使用设备、加工路线及热处理工艺一时难以有较大改变的情况下，采用PAG类淬火冷却介质进行淬火冷却。如果出现淬火硬度过低（＜35HRC）或硬度严重不均匀时，在生产现场可以通过以下两种方法加以解决：

1）在各热处理工艺参数不变的情况下，将PAG类淬火冷却介质改用质量分数为8%左右的盐水淬火冷却，并严格控制淬火齿轮（材料为45钢）的入水时的加热温度［即（820±10）℃］，加热到透烧后，出炉预冷至770℃左右（工件有些暗红色）入水冷却，在水中冷却4~6s后迅速将齿轮提出水面进行空冷，保证齿轮出水温度高于150℃，并立即进行回火。

2）（45 钢齿轮）采用亚温淬火温度［即（770±10）℃］加热，齿轮经透烧后即出炉淬火冷却，并同样控制齿轮出水温度（应高于100℃，其淬火硬度一般大于52HRC），并立即进行回火。