齿 轮 热 处 理 技 术 要 求

1、齿 轮 热 处 理 技 术 要 求 编制： 校对： 审核： 批准： 南京华实齿轮传动设备有限公司 二零一三年十月1. 齿轮件热处理技术要求1.1渗碳件热处理质量要求1.1.1 热处理1.1.1.1 预备热处理1.1.1.1.1 对于18Cr2NiWA、20Cr2Ni4A,采用正火高温回火作为预备热处理。1.1.1.1.2 预备热处理后，要求按照GB/T 231-2009 金属布氏硬度试验进行硬度检查，要求硬度170-210HBW。热处理后硬度应均匀，单件硬度差值20HBW(三点），同批硬度差值30HBW,组织允许为均匀分布的珠光体铁素体粒状贝氏体。1.1.1.2 渗碳准备1.1.1.2.1 热

2、处理前要求：所有零件及吊装夹具在入炉前应彻底清洗、去油。经清洗后的工件，表面不应有锈迹、油污、斑点等影响渗碳质量的表面缺陷。1.1.1.2.2 工件清洗后应自然干燥或风干、烘干。进入渗碳炉的工件应完全干燥。1.1.1.2.3 防渗：应根据工件外形及机械加工要求对工件的非渗碳部位进行有效的防渗保护。1.1.1.3 渗碳淬火低温回火喷丸1.1.1.3.1 渗碳应采用可控气氛渗碳炉进行处理，能精确控制炉内气氛的碳势及各项工艺参数，确保渗碳质量的稳定性与一致性。1.1.1.3.2 渗碳：应根据工件热处理要求，选择适当的强渗、扩散的碳势、保温时间、渗碳后处理方式（中冷、高回等）等工艺参数，以使工件达到相

3、应的组织和性能。1.1.1.3.3 淬火：根据工件所需的冷却特性选择合适的淬火介质及淬火温度，淬后清洗。1.1.1.3.4 低温回火：工件必须在淬火出油后2小时之内回火，回火温度及时间、次数等视工件大小及有效硬化层深、金相组织而定。1.1.1.3.5 喷抛丸：经热处理完毕的齿轮，应进行抛丸处理，喷丸表面覆盖率200，喷丸强度0.35A，喷丸后要求齿根部为残余压应力。抛丸后，所有表面不允许存在裂纹。1.1.2 热处理质量检验1.1.2.1 标准试样1.1.2.1.1 试样要求：材料从锻件本体切取、同预备热处理制作。1.1.2.1.2 试样必须放置在能代表产品热处理质量的部位，随产品同炉热处理。1

4、.1.2.1.3 试样数量及大小视具体工件大小而定。对于齿形试样，应不少于三个齿。1.1.2.2 表面硬度1.1.2.2.1 定义：表面硬度是指齿轮渗碳、淬火、回火之后，去除留磨量之后，齿宽中部节圆部位处的硬度。1.1.2.2.2 检验标准：在工件本体齿顶打磨0.2mm后，在圆周方向间隔120检测三个点，要求58-62HRC。1.1.2.3 心部硬度：棒形试样在试样的中心检查，齿形试样在齿宽中部处齿根30切线的法向截面上，深度为5倍硬化层深，但不小于1倍模数位置处的硬度，要求35-45HRC。1.1.2.4 有效硬化层深度1.1.2.4.1 定义：有效硬化层深度是指齿轮经所有热处理工序后，其表

5、面至硬度为550HV1处的垂直距离。1.1.2.4.2 检测部位 A：齿形试样：在节圆处及齿根处检查有效硬化层深，必须符合图纸磨量的要求。齿根处的有效硬化层深至少为节圆处有效硬化层深的80%。 B：对棒形试样金相制样后，采用维氏硬度计从表面（外圆面）沿半径测至550HV1之间的垂直距离，每120度测一次，取三次深度的平均值作为有效硬化层深度。 2.3.4.3 检验标准及技术要求：检验标准为GB/T9450钢件渗碳淬火有效硬化层深度的测定和校核，要求达到技术要求（设计要求磨量）所规定的有效硬化层深度。且有效硬化层的深度偏差不得超过表12规定（单位：mm）。 表12 有效硬化层深度偏差范围硬化层深

6、度单件偏差同批偏差1.5d2.50.200.302.5d0.300.401.1.2.5 金相组织检验1.1.2.5.1 一般规定：一般以4%硝酸酒精溶液做腐蚀剂，金相组织级别均在400下评定（当设涉及到定量分析测定时，也可以在更高倍数下评定）。1.1.2.5.2 碳化物：在齿形试样的齿顶、齿根表面及棒形试样的碳化物分布最严重的部位检验。应为均匀分布的细小粒状碳化物，不允许有连续或半连续的网状、条状和尖角状碳化物。碳化物最大长度小于等于20m。按JB/T 6141.3-1992评定。1-2级为合格。1.1.2.5.3 马氏体：在棒形试样距表面0.05-0.15mm处、齿形试样齿根部距表面0.05

7、-0.15mm处，齿形试样节圆部距表面0.4mm处检验，表层金相组织应为隐晶或细针状马氏体少量残余奥氏体。按JB/T 6141.3-1992评定，1-3级为合格。1.1.2.5.4 残余奥氏体：与马氏体在同一部位进行检验，残余奥氏体含量应小于等于25%。1.1.2.5.5 心部组织：在试样的心部测定，组织应为低碳马氏体或下贝氏体，不允许有针状、大块状或网状铁素体。按JB/ T 6141.3-1992评定，1-3级为合格。1.1.2.5.6 表层含碳量及碳浓度梯度：表层含碳量为距表面0.3mm处的含碳量，要求0.60%-0.85%，且碳浓度梯度下降平缓。1.1.2.5.7 硬度梯度：工件应具有平

8、缓的硬度梯度，保证其小于等于40HV/0.1mm。1.1.2.5.8 内氧化：在棒形试样表面及齿形试样齿根部检验，抛丸后检验。渗碳层深度3mm，最大的内氧化允许值为20m;渗碳层深度3mm，最大的内氧化允许值为30m。1.1.2.5.9 脱碳层：在试样的表面检验，其脱碳深度应小于0.05mm。1.1.2.5.10 晶粒度：经渗碳完毕的齿轮，其平均晶粒度应细于等于6级。1.1.2.6 外观：齿轮经热处理后，表面不得有氧化皮、碰伤、剥落、锈蚀等表面缺陷。经渗碳淬火后的齿轮不允许有可见裂纹。1.1.2.7 允许变形量：热处理后的变形量应控制在合理的范围内，保证不影响后续加工及产品最终质量。1.1.2

9、.8 其他：其他规定按GB/T 3480.5-2008之ME级渗碳齿轮要求执行。1.2 氮化齿轮件热处理质量要求1.2.1 热处理1.2.1.1 预备热处理1.2.1.1.1 对于42CrMo锻坯，采用调质作为预备热处理。1.2.1.1.2 调质必须在保护气氛下进行，以防止工件表面氧化脱碳。调质的回火温度必须高于后续的氮化温度在40以上。1.2.1.1.3 质量要求：调质后，按GB/T 230-2009金属洛氏硬度实验进行硬度检验。要求硬度280-320HB。检验部位为内圆的齿端面（间隔120度的3点）。调质硬度应该均匀，单件硬度差值20HBW(三点)，同批硬度差值30HBW。1.2.1.1.

10、4 金相组织：金相组织应为均匀分布的回火索氏体少量游离铁素体，按GB/T 11354-2005标准评定，1-3级为合格。1.2.1.2 最终热处理1.2.1.2.1 热处理前要求：所有零件及吊装夹具在入炉前应彻底清洗、去油，以除去表面油污、铁屑等有害物。进入热处理炉的工件应完全干燥。1.2.1.2.2 氮化：应根据工件热处理质量要求，选择适当的强渗、扩散、退氮、保温时间、氨分解率、氨势等参数，以使工件达到相应的组织和性能。1.2.1.3 机械性能每热处理炉次带一加本体加高环（比工件高约40mm），与产品同炉调质处理，调质后切下加高环，直接制成标准的拉伸及冲击试样。试棒成品尺寸：551010，6

11、件试棒成品尺寸：25150,2件1.2.1.3.1 力学性能指标：经上述热处理后的试样，按GB/T 228-2002金属材料拉伸试验进行力学性能检验，其力学性能指标应符合表13的规定。表13 42CrMo力学性能要求 屈服强度 Re(Mpa) 拉伸强度 Rm（Mpa） 延伸率 A（%） 断面收缩率 Z（%） 冲击功 Akv(J)室温 800Mpa 550Mpa 13% 50% 35J1.2.2 热处理质量检验1.2.2.1 标准试样1.2.2.1.1 试样要求：材料从与产品同熔炉号上截取、同预备热处理制备。1.2.2.1.2 试样必须放置在能代表产品热处理质量的部位，随产品同炉热处理。1.2.

12、2.1.3 试样规格及数量：202040净尺寸方形试样2件。必须保证表面粗糙度小于等于Ra0.8。1.2.2.2 表面硬度1.2.2.2.1 定义：表面硬度是指工件氮化后，硬化层表面的硬度。1.2.2.2.2 检验标准：1.2.2.2.3 按GB/T 4340-1999金属维氏硬度试验进行检验。要求试样表面硬度大于等于600HV1。同一炉工件同一试样不同位置的表面硬度差应不大于30HV。1.2.2.3 有效硬化层深度1.2.2.3.1 定义：有效硬化层深度是指工件经氮化后，从渗氮的表面测至比基体硬度高50HV处的垂直距离。1.2.2.3.2 检测部位：对试样金相制样后，采用维氏硬度计测量从表面

13、至界限硬度处的垂直距离，每90度测一次，取三次深度的平均值作为有效硬化层深度。要求有效硬化层深大于等于0.5mm。1.2.2.4 金相组织检验1.2.2.4.1 渗层脆性：按GB/T 11354钢铁零件 渗氮层深度测试和金相组织检验进行检查，1-3级为合格。1.2.2.4.2 渗氮疏松：按GB/T 11354钢铁零件 渗氮层深度测试和金相组织检验进行检查，1-3级为合格。1.2.2.4.3 氮化物：在500倍金相显微镜下观察，取其组织最差部位进行评定。不允许有粗条壮、网状氮化物。脉状氮化物其级别按GB/T 11354渗层氮化物级别评级别图进行评定，1-3级为合格。1.2.2.4.4 白亮层：经

14、氮化处理的工件，其白亮层最大允许深度为20m。1.2.2.5 外观：工件经氮化热处理后，齿部表面不得有氧化皮、裂纹、伤痕、锈迹、碰伤、剥落、肉眼可见的大块斑点等缺陷。1.2.2.6 允许变形量：热处理后的变形量应控制在合理的范围内，保证不影响后续加工及产品最终质量。1.3 检验及交付条件1.3.1 甲方对乙方提供的产品的成分和性能进行入厂复试，复试不合格，有乙方负全部责任，有争议问题，双方协商解决。1.3.2 乙方需提供本技术协议上的全部技术证件及出具质量合格证。1.3.3 甲方按本技术协议及产品图纸进行验收，乙方承担机加工及热处理引起的全部连带责任。1.3.4 乙方提供的质量合格证书，应有如下内容： 1）乙方名称或代号 2）合同号、零件图号、零件名称 3）供货状态、热处理质量检验（硬度检验、金相组织照片）及检验最后结论。1.3.5 乙方首批供货时需提供资料 1）热处理设备、渗碳/氮化介质、淬火介质的名称及主要参数 2）热处理工艺流程图（包括完整的热处理流程） 3）热