40Cr机床齿轮热处理工艺
摘要：本文通过制定40Cr钢退火、正火、淬火、回火、调质热处理工艺，测定在各种热处理情况下试样的硬度和冲击韧性，并进行材料的金相组织分析，确定40Cr机床齿轮的最终性能；运用了一套完整的热处理工艺；设计出了符合标准要求的40Cr机床齿轮。
关键词：机床齿轮 ；40Cr ；热处理
1 概述
1.1 齿轮的工作条件分析
一对齿轮在运转工作时，两齿面啮合运动：
(1) 因传递扭矩而使齿根部受到很大的交变弯曲应力；
(2) 同时使齿面有相互滚动和滑动摩擦的摩擦力；
(3) 在齿轮面窄小接触处承受很大的交变接触压应力；
(4) 由于运转过程中的换挡、启动和啮合不均，使齿部承受一定的冲击载荷作用；
(5) 此外，瞬时过载、润滑油腐蚀及外部硬质磨粒的侵入等情况，都可以加剧齿轮工作条件的恶化。
1.2 齿轮的选材要求
齿轮常用的钢有调质钢、淬火钢、渗碳淬火钢和渗氮钢。铸钢的强度比锻钢稍低，常用于尺寸较大的齿轮；灰铸铁的力学性能较差，可用于轻载的开式齿轮传动中；球墨铸铁可部分的代替钢来制造齿轮。
1.3齿轮的材料选择
齿轮是现代机械中应用最广泛的一种机械传动零件，合理地选择和使用金属材料尤为重要。大致上讲，应主要满足齿轮材料所需的力学性能、工艺性能和经济性要求三个方面：
1.3.1满足齿轮材料的力学性能
材料的力学性能包括强度、硬度、塑性及韧性等，反映材料在使用过程中所表现出来的特性。齿轮在啮合时齿面接触处有接触应力，齿根部有最大弯曲应力，可能产生齿面或齿体强度失效。齿面各点都有相对滑动，会产生磨损。齿轮主要的失效形式有齿面点蚀、齿面胶合、齿面塑性变形和轮齿折断等。因此要求齿轮材料有高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度，齿面要有足够的硬度和耐磨性，心部要有一定的强度和韧性。
1.3.2满足齿轮材料的工艺性能
材料的工艺性能是指材料本身能够适应各种加工工艺要求的能力。齿轮的制造要经过锻造、切削加工和热处理等几种加工，因此选材时要对材料的工艺性能加以注意。一般来说，碳钢的锻造、切削加工等工艺性能较好，其力学性能可以满足一般工作条件的要求。但强度不够高，淬透性较差。而合金钢淬透性好、强度高，但锻造、切削加工性能较差。我们可以通过改变工艺规程、热处理方法等途经来改善材料的工艺性能。
目 录
1.毕业设计任务书--------------------------------------------------------------4
2.毕业设计说明书--------------------------------------------------------------4
1 概述-----------------------------------------------------------------------------4
1.1 齿轮的工作条件分析-----------------------------------------------------4
1.2 齿轮的选材要求-----------------------------------------------------------4
1.3齿轮的材料选择-------------------------------------------------------------6
2 热处理工艺--------------------------------------------------------------------6
2.1 齿轮钢常用热处理工艺---------------------------------------------------6
2.2 齿轮材料的主要热处理特性----------------------------------------------6
3 热处理工艺的设计-------------------------------------------------------------7
3.1 热处理变形---------------------------------------------------------------7
3.2 淬火变形的原因分析---------------------------------------------------7
3.3 最终热处理工艺-----------------------------------------------------------8
4 40cr介绍----------------------------------------------------------------------8
4.1 40cr特性及用途----------------------------------------------------------8
4.2 热处理工艺---------------------------------------------------------------9
4.3 40Cr的化学成分及临界温度--------------------------------------------9
4.4 40Cr的性质--------------------------------------------------------------9
5 40Cr热处理工艺特性介绍---------------------------------------------------9
5.1 预备热处理--------------------------------------------------------------9 5.2 最终热处理--------------------------------------------------------------9
6 热处理工艺的制定----------------------------------------------------------10
6.1 退火工艺的制定---------------------------------------------------------10
6.2 正火工艺的制定---------------------------------------------------------10
6.3 淬火工艺的制定---------------------------------------------------------10
6.4 回火工艺的制定---------------------------------------------------------11
7 40Cr热处理冲击韧性与硬度-----------------------------------------------12
8 40Cr热处理金相组织分析--------------------------------------------------13
8.1 正火热处理---------------------------------------------------------------13
8.2 调质处理------------------------------------------------------------------13
9 机床齿轮---------------------------------------------------------------------14
10 变速箱齿轮---------------------------------------------------------------16
10.1 齿轮热处理概---------------------------------------------------------17
10.2 40Cr齿轮热处理工艺设计--------------------------------------------18
10.3 40Cr齿轮的热处理工艺设计------------------------------------------19 10.4 40Cr的正火工艺理论基础、原则-----------------------------------20
10.5 40Cr的气体渗碳工艺理论基础、原则--------------------------------20
10.6 40Cr齿轮热处理常见缺陷的预防及补救方法----------------------22
3.毕业设计总结-----------------------------------------------------------------25
4.参考文献----------------------------------------------------------------------27
参考文献
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