一、探討齒輪淬火過(guò)程

　　再來(lái)討論齒輪加工過(guò)程滲碳淬火后表層殘余應(yīng)力的狀況。不管滲碳淬火還是非滲碳正常整體淬火，表層直接與冷卻介質(zhì)接觸要比心部冷卻快，所以表層熱應(yīng)力方向一般都是負(fù)的壓應(yīng)力，而組織應(yīng)力方向卻可能因 表面滲碳后增加了表面含碳量，降低了馬氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度，使得心部反而先于表面發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變， 從而影響表面組織應(yīng)力的方向。

　　二、齒輪負(fù)的壓應(yīng)力

　　齒輪的材質(zhì)碳或氮原子的滲入使得零件表層出現(xiàn)密度變化，也會(huì)引起明顯 的表面殘余壓應(yīng)力，與負(fù)的熱應(yīng)力疊加后，零件表層呈現(xiàn)負(fù)的壓應(yīng)力。從殘余應(yīng)力檢測(cè)結(jié)果來(lái)看，齒輪加工滲碳淬火處理后表層殘余壓應(yīng)力在200～400MPa左右， 壓應(yīng)力最高峰出現(xiàn)在次表層大約在0.03～0.05 mm處，可達(dá)到500MPa以上，次表層以下壓應(yīng)力遞減， 最終殘余應(yīng)力是熱應(yīng)力、組織應(yīng)力和附加應(yīng)力的疊 加。從原理上分析內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生機(jī)制，定性分析一 些熱處理下產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，雖不能定量得到內(nèi)應(yīng)力的強(qiáng)度大小，但從熱處理變形的方向上，可以初步判斷內(nèi)應(yīng)力主要是受熱應(yīng)力還是組織應(yīng)力的作用? 從 而有針對(duì)性地縮小試驗(yàn)范圍，快速地找到具體條件下熱處理變形的原因和解決方案。

　　三、齒輪加工溫度

　　齒輪滲碳淬火件在滲碳階段主要是受熱應(yīng)力作用，加熱速度過(guò)快容易形成里外溫差較大的熱應(yīng)力，這階段可以采用預(yù)熱或緩慢加熱或階梯升溫來(lái)減小熱變形。滲碳溫度較高時(shí)，材料強(qiáng)度下降工件自重和支撐承重產(chǎn)生的附加應(yīng)力可能接近或超過(guò)材料強(qiáng)度，若考慮生產(chǎn)成本效率，應(yīng)盡量采用較低溫度滲碳減小熱變形。淬火階段通常是產(chǎn)生熱處理變形的關(guān)鍵階段，會(huì)同時(shí)產(chǎn)生熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，因此這階段可采用預(yù)冷方法，即讓工件在較高溫度下或材料強(qiáng)度較低時(shí)，冷卻速度開(kāi)始時(shí)緩慢一點(diǎn)，避免產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力; 接著當(dāng)下降到一定溫度或工件強(qiáng)度增加后，冷卻速度再加快，迅速通過(guò)珠光體貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū); 最后工件在馬氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度Ms到馬 氏體轉(zhuǎn)變結(jié)束溫度Mf區(qū)間，需要減緩冷卻速度來(lái)減小組織應(yīng)力的產(chǎn)生。

　　四、齒輪總結(jié)

　　從理論上很好解釋熱變形原理，但實(shí)際上卻很難精準(zhǔn)控制。然而，試驗(yàn)研究和生產(chǎn)實(shí)踐都表明，冷卻不均勻是熱處理翹曲變形的主要原因之一，快速冷卻必然導(dǎo)致熱變形的增加，這是目前主要的研究，但熱變形量增加后熱變形的極差是否也增大，研究報(bào)道并不多。