齒輪退火及正火常見缺陷及其對策

齒輪的熱處理分為預備熱處理和最終熱處理。預備熱處理的目的是消除和改善前工序引起的缺陷，為後續工序做好組織和性能準備。而最終熱處理的目的是使齒輪達到設計和使用的性能要求。

由鑄造和鍛造或軋制所產生的物件一般稱為毛胚或鋼材。鑄造時因鑄件各部位自高溫冷卻時的冷卻速度和凝固速度不同，或鍛造軋制時因其各部分的壁厚和熱加工終了溫度不同。常常會出現過熱、粗大、不均勻晶粒等組織缺陷。通過正火或退火改善以上組織缺陷：細化晶粒與組織，並消除殘餘應力，有利於切削加工，減小淬火變形以及提高力學性能等。

本文主要介紹預備齒輪熱處理的退火和正火過程中常見的缺陷，產生的原因以及應對的策略

退火常見缺陷及其對策

退火：指將工件加熱到適當的穩溫度定，保持一定的時間，然後緩慢冷卻的熱處理工藝。緩冷是指爐冷或坑冷。即在爐中冷卻到500度以下，再在空氣中冷卻到室溫，或隨爐冷卻到室溫。

一、硬度過高

產生原因：

1、中碳鋼退火時加熱溫度過高，冷卻速度太快，等溫溫度過低所致。

2、高速合金鋼等溫退火時，等溫時間不足，隨後冷至室溫的速度過快，產生部分貝氏體和馬氏體轉變。

對策：

嚴格執行退火工藝規範，控制冷卻速度。

補救措施：

重新退火。

二、粗大魏氏組織

形成原因：

加熱溫度過高和冷卻速度較快時，在退火組織中容易產生。

對策：

嚴格控制加熱溫度和冷卻速度。

補救措施：

通過完全退火或重新加熱正火。將針狀組織完全溶解於奧氏體中，再進行正確的冷卻，使晶粒細化，加以消除。

三、殘留應力大

產生原因：

出爐溫度偏高

對策：

隨爐冷至350度以下出爐空冷

補救措施：

重新退火

正火常見缺陷及其對策

正火指加熱到一定的溫度，保溫一定的時間後進行空冷風冷或噴霧冷卻，以得到片狀珠光體（或索氏體） ，獲得較高的硬度和強度等的工藝方法。

一、表面嚴重脫碳

產生原因：

在氧化性氣氛中長時間加熱或重複加熱。

對策：

1、採用保護氣氛或塗覆防氧化塗料

2、適當增加工件的加工餘量

補救措施：

無加工餘量的齒輪進行復碳處理，對有加工餘量的則採用機械加工去除脫碳層。

二、硬度高

產生原因：

1、加熱溫度偏低，保溫時間短

2、正火後冷卻速度過快

對策：

1、改進熱處理工藝

2、控制正火冷卻速度

補救措施：

重新正火

三、魏氏組織

形成原因：

過熱造成奧氏體粗晶，隨後冷卻速度又過快。

對策：

嚴格控制加熱溫度防止過熱。

補救措施：

按照正火工藝重新進行正火處理

四、網狀組織

產生原因：

1、加熱溫度過高，

2、冷卻速度緩慢

對策：

嚴格控制加熱溫度和冷卻速度

補救措施：

進行一次高溫回火，隨後迅速冷卻

五、帶狀組織

組織異常形貌：

珠光體和鐵素體呈帶狀交替按層分布的二次帶狀的組織形式

產生原因：

合金元素偏析嚴重的鋼材中易出現。鋼材「一次帶狀」的存在是不可避免的。正火火時鍛造毛坯在雙相區（A1-A3）冷速緩慢將形成「二次帶狀」，「二次帶狀」組織是「一次帶狀」組織的再現。

危害：

儘管正火後帶狀組織的硬度不高，但因組織的不均勻性，導致加工齒輪的鑽頭拉刀，齒輪壽命下降。被加工的表面粗糙度加大，淬火後易形成混晶組織和非馬組織，使齒輪變形傾向增加，強韌性降低。

對策：

請大家補充出現帶狀組織該如何應對？

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