齿轮热处理 磨齿齿轮

齿轮的齿体需要具备高度的抗折断能力，齿面则需要有较强的抗点蚀、抗磨损和抗胶合能力，即要求齿面硬、心部韧。因此，针对不同工作环境的齿轮，会采用不同的热处理方式。通常情况下，如3C、锂电自动化设备等负载较小的设备，常采用S45C或SUS304直接加工后进行表面处理即可，无需进行多余的热处理。然而，对于负载较大的非标设备的设计，需要用到齿轮传动时，则常采用以下的热处理工艺对齿轮进行处理。

整体淬火：整体淬火后进行低温回火处理。常用的材料为中碳钢或中碳合金钢，如45、40Cr等。经过处理后，齿面硬度可达45HRC~55HRC。这种热处理工艺相对简单，但会导致齿轮变形较大，心部韧性较低。因此，热处理后的齿轮质量不易保证，不适合承受冲击载荷。在整体淬火后，需要进行磨齿、研齿等精加工。

表面淬火：表面淬火后进行低温回火处理。常用的材料为中碳钢或中碳合金钢，表面硬度可达48HRC~54HRC。由于心部韧性较高，因此可以用于承受中等冲击载荷的场合。中小尺寸齿轮可采用中频或高频感应加热，大尺寸齿轮可采用火焰加热。火焰加热比较简单，但齿面硬度分布不均，质量不易保证。在热处理后，应只在薄层表面加热，以减小齿轮变形。但如果硬化层较深，变形较大，应进行精加工。

正火和调质：在小批量生产、单件生产或对传动尺寸没有严格限制的情况下，常采用正火或调质处理。材料为中碳钢或中碳合金钢。经过处理后，齿面硬度可达40HRC~55HRC。齿轮精加工在热处理后进行。为了减少胶合危险，并使大小齿轮寿命相近，小齿轮齿面硬度应比大齿轮高数十个HB单位。

渗碳淬火：对于承受较大冲击载荷的齿轮，宜采用渗碳淬火处理。常用的材料有低碳钢或低碳合金钢，如15、20、15Cr、20Cr、20CrMnTi等。低碳钢渗碳淬火后，心部强度较低，与渗碳层结合不佳，载荷较大时可能出现剥离现象。此外，齿轮的弯曲强度也较低，因此重要场合宜采用低碳合金钢，其齿面硬度可达58HRC~63HRC。齿轮经渗碳淬火后，变形较大，需要进行磨齿处理。

碳氮共渗：碳氮共渗工艺时间短，具有渗氮的优点，可以替代渗碳淬火。其适用材料与渗碳淬火相同。

渗氮：渗氮齿轮硬度高、变形小，适用于内齿轮和难以磨削的齿轮。常用的材料有42CrMo、38CrMoA1等。但由于硬化层很薄，在冲击载荷下容易破碎，磨损严重时也会因硬化层被磨掉而报废。因此，渗氮齿轮适用于载荷平稳、润滑良好的传动场合。