?齒輪加工中的熱處理工藝是提升齒輪性能（如硬度、耐磨性、強(qiáng)度等）的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，不同工藝適用于不同材料和使用需求。以下是東莞齒輪加工中常見的熱處理工藝及其特點、應(yīng)用場景：
一、整體熱處理工藝
1. 退火
工藝原理：將齒輪加熱到一定溫度，保溫后緩慢冷卻（隨爐冷卻）。
主要作用：
消除毛坯鍛造或切削加工產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，防止變形。
細(xì)化晶粒，改善組織，降低硬度，便于后續(xù)切削加工。
應(yīng)用場景：常用于低碳鋼、中碳鋼齒輪毛坯的預(yù)備熱處理。
2. 正火
工藝原理：加熱至奧氏體化溫度，保溫后空冷（冷卻速度比退火快）。
主要作用：
細(xì)化晶粒，均勻組織，改善切削加工性能。
對于低碳鋼，可提高硬度；對于過共析鋼，可消除網(wǎng)狀碳化物。
應(yīng)用場景：中碳鋼齒輪的預(yù)備熱處理，或?qū)π阅芤蟛桓叩凝X輪最終熱處理。
3. 淬火 + 回火
淬火：加熱至奧氏體化溫度，快速冷卻（如水冷、油冷），使齒輪獲得高硬度馬氏體組織。
回火：淬火后低溫（150-250℃）、中溫（350-500℃）或高溫（500-650℃）回火，消除內(nèi)應(yīng)力，調(diào)整性能。
低溫回火：保持高硬度（58-62HRC），適用于耐磨齒輪（如機(jī)床齒輪）。
中溫回火：獲得良好的強(qiáng)韌性（35-45HRC），適用于承受沖擊的齒輪（如汽車變速箱齒輪）。
高溫回火（調(diào)質(zhì)）：綜合力學(xué)性能優(yōu)良（25-35HRC），適用于中碳鋼重要齒輪。
應(yīng)用場景：中碳鋼、中碳合金鋼齒輪的最終熱處理，如 45 鋼、40Cr 齒輪。
二、表面熱處理工藝
1. 表面淬火
工藝原理：利用感應(yīng)加熱或火焰加熱齒輪表面，快速淬火使表層獲得高硬度，心部保持韌性。
主要類型：
感應(yīng)淬火：通過電磁感應(yīng)加熱，加熱速度快，淬火層深度可控（0.5-10mm）。
火焰淬火：用氧乙炔火焰加熱，成本低，但淬火層均勻性較差。
應(yīng)用場景：中碳鋼齒輪（如 45 鋼）的表面強(qiáng)化，適用于承受彎曲、接觸疲勞的齒輪（如機(jī)床齒輪、汽車齒輪）。
2. 滲碳淬火
工藝原理：將低碳鋼齒輪置于滲碳介質(zhì)中加熱（900-950℃），使碳原子滲入表層，再淬火 + 低溫回火。
性能特點：表層高硬度（58-64HRC）、耐磨，心部保持低碳鋼的韌性。
應(yīng)用場景：承受強(qiáng)烈沖擊和磨損的齒輪，如汽車變速箱齒輪、工程機(jī)械齒輪（材料：20Cr、20CrMnTi）。
3. 滲氮（氮化）
工藝原理：在氨氣中加熱（500-570℃），使氮原子滲入表層，形成硬脆的氮化物層。
性能特點：
表層硬度極高（≥850HV），耐磨性、耐腐蝕性優(yōu)異。
加熱溫度低，變形小，無需淬火。
應(yīng)用場景：高精度、高耐磨齒輪（如精密機(jī)床齒輪、高速傳動齒輪），材料多為 38CrMoAl。
4. 碳氮共滲（氰化）
工藝原理：同時滲入碳和氮，加熱溫度（820-860℃）低于滲碳，淬火后表層硬度更高。
性能特點：兼具滲碳的耐磨性和滲氮的耐腐蝕性，淬火變形小。
應(yīng)用場景：中小型齒輪、薄片齒輪，如摩托車齒輪、儀表齒輪。
三、化學(xué)熱處理工藝（其他類型）
1. 滲硼
工藝原理：將齒輪置于含硼介質(zhì)中加熱，形成硼化物層（FeB、Fe?B）。
性能特點：硬度極高（1300-1800HV），耐磨性超過滲氮，但脆性較大。
應(yīng)用場景：低速、重載且要求高耐磨的齒輪，如礦山機(jī)械齒輪。
2. 滲硫
工藝原理：在低溫（150-200℃）下滲入硫，形成硫化物層，降低摩擦系數(shù)。
性能特點：減摩、抗咬合，常用于需要自潤滑的齒輪。
應(yīng)用場景：滑動齒輪、含油軸承齒輪。
四、熱處理工藝選擇要點
材料匹配：
低碳鋼（如 20 鋼）：常用滲碳淬火。
中碳鋼（如 45 鋼）：常用調(diào)質(zhì) + 表面淬火。
合金鋼（如 20CrMnTi）：滲碳淬火；38CrMoAl：滲氮。
載荷與工況：
輕載、低速：正火或調(diào)質(zhì)。
重載、耐磨：滲碳淬火或滲氮。
沖擊載荷：淬火 + 中溫回火（強(qiáng)韌性優(yōu)先）。
精度要求：高精度齒輪（如精密儀器齒輪）優(yōu)先選擇變形小的工藝（如滲氮）。
五、熱處理后的齒輪質(zhì)量控制
硬度檢測：洛氏硬度（HRC）、維氏硬度（HV）檢測表層和心部硬度。
金相組織分析：觀察馬氏體、碳化物、殘余奧氏體等組織是否合格。
變形量檢測：齒輪的齒形、齒向誤差需符合精度標(biāo)準(zhǔn)。