探究齒輪熱處理變形控制

梁寒凌

（青海省西寧特殊鋼集團(tuán)公司，青海 西寧 810005）

1 齒輪熱處理原材料淬透性分析

從過(guò)往齒輪熱加工處理的實(shí)際情況來(lái)看，為了實(shí)現(xiàn)高效準(zhǔn)確的齒輪熱處理工藝，減少齒輪變形量，使得變形量始終處于合理的范圍之內(nèi)，技術(shù)人員需要著眼于齒輪原材料加工環(huán)節(jié)，對(duì)淬透性進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，從淬透性控制方面入手，確保齒輪加工原料的金屬特性得以保持，增強(qiáng)齒輪自身的抗變形能力。

技術(shù)人員在提升齒輪熱處理原材料淬透性的過(guò)程中，為了增強(qiáng)淬透性的水平，加工技術(shù)人員需要著眼于齒輪加工的規(guī)格要求，統(tǒng)籌考量金屬原材料的特性，結(jié)合齒輪零件的尺寸、加工精度要求，科學(xué)確定齒輪淬透性寬度。在這一過(guò)程中，技術(shù)人員也要結(jié)合過(guò)往經(jīng)驗(yàn)，以及淬透性規(guī)律，確保金屬材料的淬透性能夠切實(shí)滿足齒輪加工的實(shí)際使用需求。

由于不同齒輪其金屬原料特性有所不同，導(dǎo)致淬透性具有一定的差異，而淬透性的不同最終影響齒輪熱處理后續(xù)組織安排活動(dòng)，給齒輪熱處理變形控制工作帶來(lái)極大的阻礙。為了確保同一批齒輪在淬透性方面保持一致，避免出現(xiàn)淬透性管控方面的差異，技術(shù)人員需要對(duì)淬透性寬度進(jìn)行管控。所謂的淬透性寬度是指在一定范圍內(nèi)，與淬火端不同距離的金屬硬度會(huì)發(fā)生不同的變化，正是由于這種特點(diǎn)，導(dǎo)致同一批金屬材料的淬透性有所差異。從過(guò)往情況來(lái)看，金屬原材料淬透性寬度越大，金屬材料淬透性波動(dòng)越大，齒輪熱處理變形也呈現(xiàn)出無(wú)規(guī)律變化的特性[1]。同時(shí)技術(shù)人員有必要著眼于我國(guó)齒輪熱處理加工的發(fā)展需求，不斷進(jìn)行技術(shù)升級(jí)與工藝優(yōu)化，借助于這種方式，將生產(chǎn)流程與齒輪金屬原材料淬透性寬度有機(jī)結(jié)合起來(lái)，充分發(fā)揮出金屬原材料的淬透性寬度規(guī)律在變形量控制方面的積極作用，降低了齒輪在金屬材料質(zhì)量控制以及抗變形能力提升方面的開(kāi)展難度。

2 齒輪熱處理預(yù)備熱處理

為了確保齒輪熱處理階段預(yù)備熱處理效果，技術(shù)人員需要從多個(gè)層面出發(fā)，借助于現(xiàn)有的技術(shù)手段，合理優(yōu)化，正確處理正火、等溫退火以及鍛造余熱等加工階段，形成系統(tǒng)高效的預(yù)備熱處理技術(shù)體系[2]。

2.1 齒輪正火處理工藝

正火作為現(xiàn)階段我國(guó)低碳合金齒輪預(yù)熱處理技術(shù)體系的重要組成部分，具有加工周期較短、操作難度系數(shù)較低以及成本投入少等優(yōu)點(diǎn)，但是從實(shí)際操作情況來(lái)看，目前正火加工手段也有著明顯的技術(shù)缺陷。為了確保正火工藝的合理開(kāi)展，技術(shù)人員要改變傳統(tǒng)的空冷方式，合理控制齒輪各零件的冷卻速度，避免冷卻速度過(guò)高給齒輪加工帶來(lái)的消極影響。在控制冷卻速度的過(guò)程中，技術(shù)人員要結(jié)合齒輪各組成零件的尺寸大小、技術(shù)參數(shù)以及生產(chǎn)環(huán)境，確定齒輪加工正火冷卻方法。在傳統(tǒng)的齒輪正火處理之后，冷卻后的零件雜亂堆放，這種堆放方式，導(dǎo)致外部堆放零件與內(nèi)部堆放零件在溫度變化上有著一定的差異?；谶@種情況，生產(chǎn)人員在堆放冷卻齒輪零件的過(guò)程中，需要明確堆放方式，保證零件冷卻速度處于合理的范圍之內(nèi)，控制變形量出現(xiàn)過(guò)大的情況。

2.2 齒輪等溫退火工藝

齒輪零件鍛坯在經(jīng)過(guò)930℃的加熱后，采取保溫處理，當(dāng)齒輪零件溫度下降到650℃的情況下，為了保證齒輪熱處理變形處理合理的范圍，技術(shù)人員需要開(kāi)展等溫退火處理[2]。在退火過(guò)程之中，除了保持正火冷卻階段齒輪零件堆放方式之外，還需要從齒輪鍛造余熱控制方面出發(fā)。在齒輪鍛造件成模、切割以及冷卻方面出發(fā)，確保齒輪各零部件能夠保持合理的降溫速度，形成一個(gè)完整高效的溫度控制模式，避免齒輪熱處理過(guò)程中，出現(xiàn)降溫不合理，導(dǎo)致的熱變形量過(guò)大的情況。

3 齒輪最終熱處理

考慮到齒輪表面碳濃度以及分布均勻程度有著一定的差異，這種碳元素的差異，使得齒輪在最終熱處理階段極易發(fā)生膨脹系數(shù)的變化，導(dǎo)致齒輪出現(xiàn)變形。從實(shí)際情況來(lái)看，在對(duì)齒輪進(jìn)行加工的過(guò)程中，如果沒(méi)有對(duì)碳勢(shì)以及工藝流程開(kāi)展必要的監(jiān)控操作，勢(shì)必導(dǎo)致每一爐齒輪零件表面的碳濃度有所不同，碳元素的滲透度也會(huì)有所差異，并且差異較大，這種差異性將會(huì)直接導(dǎo)致齒輪熱處理過(guò)程中發(fā)生的變形處于無(wú)序狀態(tài)?；谶@種認(rèn)知，技術(shù)人員在開(kāi)展最終熱處理的過(guò)程中，需要對(duì)碳元素進(jìn)行有效控制，使得齒輪零件表面碳濃度以及滲透深度保持在合理的范圍內(nèi)。在這一過(guò)程中，技術(shù)人員需要使用較為先進(jìn)的碳自動(dòng)控制技術(shù)，借助于現(xiàn)代化的技術(shù)手段，對(duì)鍋爐之中碳濃度以及碳滲透開(kāi)展必要的控制，從技術(shù)層面出發(fā)，確保齒輪表面以及內(nèi)部碳元素分布的合理性，除了采取現(xiàn)代化的碳自動(dòng)控制技術(shù)之外，在淬火油槽之中，技術(shù)人員需要加裝加熱裝置以及必要的冷卻設(shè)備，通過(guò)這種方式，將溫度控制在合理范圍之內(nèi)，使得相關(guān)設(shè)備始終處于良性運(yùn)行狀態(tài)。

4 齒輪冷熱加工的銜接分析

齒輪變形在冷熱交替環(huán)境下，發(fā)生的無(wú)規(guī)律變形，極大地阻礙了齒輪變形控制工作的開(kāi)展，實(shí)現(xiàn)齒輪冷熱加工的高效銜接。具體來(lái)看，熱處理變形控制人員需要將變形數(shù)據(jù)信息及時(shí)傳遞給齒輪冷加工技術(shù)人員，在二者進(jìn)行必要數(shù)據(jù)交互的基礎(chǔ)上，優(yōu)化調(diào)整齒輪零件的大小尺寸。熱處理過(guò)程中發(fā)生尺寸變化的部分，在設(shè)計(jì)參數(shù)的指導(dǎo)下，進(jìn)行必要的冷處理，例如受熱膨脹的部分，技術(shù)人員需要采取冷切割的方式，控制齒輪零件膨脹體積。而對(duì)于縮小的部分，則應(yīng)進(jìn)行擴(kuò)大處理，確保齒輪加工的精度。

5 結(jié)語(yǔ)

為了構(gòu)建起現(xiàn)代、系統(tǒng)、高效的齒輪熱處理變形控制機(jī)制，減少齒輪變形量，使其始終處于良性運(yùn)行狀態(tài)，避免不必要的費(fèi)用支出。文章以齒輪熱變形處理變形控制作為研究對(duì)象，在現(xiàn)有的技術(shù)框架下，通過(guò)對(duì)齒輪金屬材料淬透性的有效控制，增強(qiáng)齒輪加工溫度控制精確度，構(gòu)建起齒輪最終熱處理工藝機(jī)制。通過(guò)上述處理方式，技術(shù)人員得以有效控制齒輪熱處理變形量，使得齒輪始終處于良性運(yùn)行狀態(tài)，為后續(xù)齒輪傳動(dòng)裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)營(yíng)造出更為良好的技術(shù)氛圍。