齒輪淬火冷卻技術

減速機齒輪淬火冷卻大多是在液體介質中進行的，如齒輪淬火用的通常是淬火油、水溶性淬火介質和自來水。因此，下面將首先分析齒輪淬火冷卻可能出現的上述質量問題與所用淬火介質的特性和用法的關系，并指出解決不同問題所需淬火液的冷卻速度分布特點。隨后簡單介紹常用淬火介質的冷卻速度分布特點和選用時的注意事項。

齒輪用淬火介質的選擇

當前用于齒輪淬火的介質主要是各種淬火油、水溶性淬火介質和普通自來水。以下分別討論這些介質在齒輪淬火中的選用方法和注意事項。蝸桿減速機

1.水溶性淬火介質

引起鋼件淬裂的主要原因是在鋼開始發生馬氏體轉變(Ms點)及在以下的溫度范圍冷卻得過快。由于這樣的原因，研究開發水溶性淬火介質的第一目標就是降低水的低溫冷卻速度。考慮到多數結構鋼的Ms點在300℃附近，通常就以工件冷卻到300℃時水溶性淬火液的冷卻速度來表示該淬火液的冷卻特性。可以用水溶性淬火介質的300℃冷卻速度來對該介質定級，以便熱處理工作者選用。

水溶性淬火介質有很多品種，其中PAG類介質冷卻特性可調，濃度測控容易。它既適用于整體淬火，也適用于各類感應加熱淬火，且能長期穩定地使用，因而受到普遍歡迎，成為當前熱處理界使用得最廣泛的水溶性淬火介質。

2.專用淬火油

專用淬火油一般分為普通淬火油、快速淬火油、等溫分級淬火油(也簡稱熱油)、真空淬火油以及光亮淬火油等。和普通機油相比，專用淬火油的熱穩定性都較好，能更好地保證工件的淬火質量。當然，專用淬火油優于普通機油的最重要方面還是它們的冷卻特性。和普通機油相比，不同的專用淬火油在冷卻速度分布上都有蒸汽膜階段短的特點，因而使工件在高溫階段能冷卻得更快。其中，快速淬火油的最高冷卻速度都比較高，中低溫階段的冷卻速度快慢則因淬火油的不同而有較大差別。熱油在冷卻特性上的特點是蒸汽膜階段更短，而在工件淬火冷卻的低溫階段冷卻較慢。

3.普通機械油

工廠熱處理生產中使用得最多的普通機械油是N32機油(原20號機油)和N15機油(原10號機油)。作為淬火介質，這類機油的特性是，在工件高溫階段蒸汽膜時間較長，淬火冷卻速度不高，且低溫冷卻較慢。

油的蒸汽膜階段長，工件高溫階段的冷卻慢，可能出現的問題是低碳鋼制的工件容易發生先共析鐵素體轉變，而形狀復雜的工件，比如帶花鍵孔的齒輪等又特別容易變形。在中、低溫階段冷卻慢，使比較大的工件不易淬硬或淬硬層深度不足并因此發生淬火變形。

4.自來水

一些含碳量低、淬透性差且形狀簡單齒輪的調質淬火和感應加熱淬火，往往可以用自來水。作為淬火介質，自來水的冷卻特性是，工件處于高溫階段時冷得很快，而到了工件處于低溫階段時冷卻得也很快。冷卻速度快可以使淬透性差和比較厚大的工件淬硬，并獲得較深的淬硬層。這是自來水的優點。但是，用自來水淬火有3個大缺點，第一是低溫冷卻太快，使多數鋼種和工件容易發生淬裂。第二?*ぜ�高侮戝F衛淙刺�繗e�比较腺xび虢媳〉墓ぜ�容易因为入水方g講壞倍�发生淬圾d湫巍５諶�，也是不少人容揖Y鍪擁娜鋇悖�是随着水温升笖]�淬基]淙吹惱羝�膜藉F位嶂鸞ピ齔ぃ�且工件处又u械臀陸錐問鋇睦淙此俁紉倉鸞ソ檔汀Ｓ捎謖庵衷�覞}�祹弄淬畸R墓ぜ�比介e。�又采取装哉N鷸械冉廈薌�诞�遜歐絞餃胨�淬基槺，堆灾I餉嫻墓ぜ�絾靴的水温低，而哆d旁諛誆康墓ぜ�絾靴的水钨T擼�磦蝤外部的工件经受的冷燃儦e�淬机v笥捕雀擼�并容覡钽裂，哆d旁諛誆康墓ぜ�经受的冷染b�，淬机v笥捕鵲汀?/P>

選用自來水作為淬火液時，應當揚長避短，設法控制好水的溫度。采取堆放方式淬火時，要設法使工件堆放得疏松一些，并通過攪動促使淬火液通暢地從工件之間流過，以減小內外部水的溫差。

應該說，任何淬火油都有適合它的工件。但是除少數情況外，每臺熱處理爐都希望能處理比較多的鋼種和比較多樣的工件，因此，多傾向于選用適應范圍更廣的淬火油。一般，淬火油的蒸汽膜階段短，中溫階段冷卻得快，低溫冷卻速度大，這種油的冷卻能力就很強，它的適用范圍就很廣。不少油淬工件的變形是與它的淬火硬度不足和硬化深度不夠同時出現的。而改用這種適應范圍廣的淬火油，往往能同時解決工件的變形、硬度不足和硬化深度不夠等問題。淬火油的蒸汽膜階段短，也就是油的高溫階段冷卻得快。這一特點有利于防止先共析鐵素體的析出，也有利于防止帶內花鍵齒輪的變形。簡單地說，淬火油總的冷卻速度高，有利于獲得較深的淬火硬化層。但從冷卻速度分布上分析，除中、高溫階段要求冷卻得快以外，油的低溫冷卻速度高低對獲得的淬硬層深淺作用更大。低溫冷卻速度越高，淬火硬化層往往越深。絲桿升降機 包絡蝸桿減速器

淬火冷卻中的質量問題

1.硬度不足與硬化深度不夠

淬火冷卻速度偏低是造成齒輪淬火硬度不足、硬度不均和硬化深度不夠的原因。但是，根據實際淬火齒輪的材質、形狀大小和熱處理要求不同，又可以分為高溫階段冷速不足、中低溫階段冷速不足以及低溫階段冷速不足等不同情況。

對于淬火用油，一般來說，油的蒸汽膜階段短、中溫冷速快且低溫冷卻速度大，往往能獲得高而且均勻的淬火硬度和大的淬硬深度。

提高所用淬火介質的低溫冷卻速度，往往可以增大淬硬層深度。在滲層碳濃度分布相同的情況下，采用低溫冷卻速度更高的淬火油，往往能獲得更深的淬火硬化層。因此，采用冷卻速度快的淬火油后，相應縮短工件的滲碳時間，仍然能獲得要求的淬火淬硬層深度。所要求的滲碳淬硬層深度越大，這種方法縮短滲碳時間的效果越明顯。

2.淬火后心部硬度過高

與所選介質冷速過快或介質的低溫冷卻速度過高有關。解決辦法之一是改換淬火油來滿足要求。辦法之二是與淬火介質生產廠家聯系，有針對地加入適當的添加劑來降低現有淬火油的中低溫冷卻速度。辦法之三是改用淬透性更低的鋼種。

3.淬火變形問題

把引起變形的原因歸結為淬火冷卻速度不足和速度不均，并在此基礎上提出了提高冷卻速度并設法實現均勻冷卻的解決方法，可供參考。比如，齒輪的內花鍵孔變形，往往是所選的淬火油高溫冷速不足，或者說油的蒸汽膜階段過長的緣故。提高油的高溫冷速并同時提高油在整個冷卻過程的冷速，一般就能解決內花鍵孔的變形問題。對于中小齒輪，尤其是比較的齒輪，選好用好等溫分級淬火油是控制變形必不可少的措施。

4.光亮性問題

通常，光亮淬火油的光亮性好則冷卻速度就不夠高，而冷卻速度很高的淬火油的光亮性則不夠好。此外，熱油的光亮性一般也較差。使用較久的油光亮性稍差，可以換新油或補加提高光亮性的添加劑。