螺杆空压机中增速齿轮的热处理技术

2019-07-10

增速齿轮是螺杆空压机中的关键传动零件,工作时转速2000~4000r/min,与之相配的电机功率为90~250kW.该类齿轮分为两种。齿轮轴(长250~350mm)和带内孔齿轮。轮齿宽50~70mm,轮齿径向大尺寸为150~385mm,模数m=3,齿轮精度6级,用20CrMnTi钢制造。

图纸设计要求增速齿轮表面硬度54~60HRC,心部硬度35~40HRC.原用外购的增速齿轮在使用中发生折齿失效,对之检验分析原因是齿根部硬度不足和渗层中有网状碳化物。为此,用井式渗碳炉对该齿轮进行渗碳、正火、淬火处理。增速齿轮工艺流程为锻造→正火→粗加工(成型)→渗碳→正火→半精加工→淬回火→精加工→探伤。

热处理工艺流程:

第1次正火为预备热处理,主要是便于锻坯的切削加工。

第2次正火是为彻底消除渗层中的网状渗碳体,以免磨削加工时产生磨削裂纹及提高齿轮的使用性能。淬火时采用油冷,入油时据齿轮的形状尺寸不同而分别采用沿齿轮轴线水平或垂直方向淬入,以减小淬火变形。

增速齿轮淬回火后检查其硬度,轮齿表面为54~60HRC,心部为35~40HRC.齿轮金相组织由表及里表层为细小回火马氏体+粒状碳化物,次层为针状回火马氏体,心部为回火索氏体+铁素体。淬硬层深为1.0~1.3mm.齿轮公法线长度方向变形≤0.03~0.07mm.上述各项均达到有关标准及图纸设计要求。

用上述热处理工艺处理增速齿轮100余套,经加工及检验后,没有一件齿轮有裂纹及变形超差,金相和硬度也均达到要求。