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齿轮常用的表面淬火方法有火焰淬火、感应淬火和接触电阻加热淬火等，此外还有先进的激光淬火等。利用表面加热淬火而得到表面硬化层后，齿轮的心部仍可以保持原来的显微组织和性能不变，从而达到提高疲劳强度和耐磨性并保持心部韧性的优良综合性能。并可以节省能源、减小齿轮淬火畸变。
1.表面淬火的分类
见表1。
表1 表面淬火的分类
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分类
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工艺
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粗分
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细分
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加热时所具有的供热方法 |
—
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感应淬火、火焰淬火、盐浴加热淬火、电解液淬火、接触电阻加热淬火、激光淬火、电子束淬火、离子束淬火、高频脉冲电流感应淬火、太阳能加热淬火等 |
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能量密度
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较低能量密度加热
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感应淬火、火焰淬火、盐浴加热淬火、电解液淬火等 |
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高能量密度加热
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激光淬火、电子束淬火、离子束淬火、接触电阻加热淬火、太阳能加热淬火等 |
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能量来源
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内热源加热
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感应淬火、脉冲电流感应淬火等 |
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外热源加热
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火焰淬火、盐浴加热淬火、电解液淬火、接触电阻加热淬火、激光淬火、电子束淬火、离子束淬火、太阳能加热淬火等 |
2.表面淬火齿轮的一般技术要求
1）表面淬火齿轮的技术要求见表2。
表2 表面淬火齿轮的技术要求
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项目
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小齿轮
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大齿轮
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说明
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硬化层深度/mm
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（0.2~0.4）m①
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有效硬化层深度，按标准GB/T 5617—2005规定
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齿面硬度HRC
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50~55
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45~50或300~400HW
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如果传动比为1∶1，则大小齿轮齿面硬度可以相等
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表层组织
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细针状马氏体
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齿部不允许有铁素体
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心部硬度HBW
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调质：碳钢265~280
合金钢270~300
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对某些要求不高的齿轮可以采用正火作为预备热处理
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①m为齿轮模数（mm）。
2）齿轮表面淬火硬化层分布形式、强化效果及应用范围
a、齿根不淬硬
工艺方法：回转加热淬火法。
强化效果：齿面耐磨性提高；弯曲疲劳强度没有多大影响，许用弯曲应力低于该钢材调质后的水平。
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高频（包括
超音频）淬火
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中频（2.5kHz、8kHz）淬火
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火焰淬火
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感应处理齿轮直径由设备功率决定；齿轮宽度10~100mm；m≤5mm
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处理齿轮直径由设备功率决定，齿轮宽度35~150mm；个别可达400mm；m≤10mm
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齿轮直径可达450mm；专用淬火机床；m≤6mm，个别情况可到m≤12mm
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注：m—齿轮模数（mm）。
b、齿根淬硬
工艺方法：回转加热淬火法。
强化效果：齿面耐磨性及齿根弯曲疲劳强度都得到提高；许用弯曲应力比调质状态提高30%~50%；可部分代替渗碳齿轮。
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高频（包括
超音频）淬火
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中频（2.5kHz、8kHz）淬火
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火焰淬火
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感应处理齿轮直径由设备功率决定；齿宽10~100mm；m≤5mm
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处理齿轮直径由设备功率决定，齿轮宽度35~150mm，个别可达400mm；m≤10mm
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齿轮直径可达450mm；m≤6mm，个别情况可到m≤10mm
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c、齿根淬硬
工艺方法：单齿连续加热淬火法。
强化效果：齿面耐磨性提高；弯曲疲劳强度受一定影响（一般硬化层结束于离齿根2~3mm处）；许用弯曲应力低于该钢材调质后的水平。
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高频（包括
超音频）淬火
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中频（2.5kHz、8kHz）淬火
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火焰淬火
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齿轮直径不受限制，m≥5mm
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齿轮直径不受限制，m≥8mm
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齿轮直径不受限制，m≥6mm
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d、齿根淬硬
工艺方法：沿齿沟连续加热淬火法。
强化效果：齿面耐磨性及齿根弯曲疲劳强度均提高；许用弯曲应力比调质状态提高30%~50%；可部分代替渗碳齿轮。
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高频（包括
超音频）淬火
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中频（2.5kHz、8kHz）淬火
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火焰淬火
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齿轮直径不受限制，m≥5mm
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齿轮直径不受限制，m≥8mm
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齿轮直径不受限制，m≥10mm
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3）表面淬火齿轮的典型加工流程：坯料→锻坯正火（或退火）→机械粗加工→调质→机械半精加工（制坯）和制齿→表面淬火→低温回火→机械精加工→成品。
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