齿轮是很多机器产物不行缺乏的传动部件，被公觉得是产业化的一种意味。
1.1齿轮的从军前提
齿面：由来往应力而造成的剪切应力的屡次效用造成疲倦点蚀和剥落，齿轮表面还担当磨擦和磨损。
齿根：轮齿根部的屈曲应力最大，齿根部受拉应力，请求有较高的正断抗力。
生效样子：轮齿折断、齿面毁坏和塑性变形
1.2齿轮的热管教
渗碳-层深可调，温度高，周期长，畸变大，能耗高，浑浊大
渗氮-难完结深层氮化，温度低，畸变小，能耗低，浑浊小
感想淬火-加工时光短，崎变小、节能、浑浊小，成本低，易于
完结在线临盆，过渡层的布局机能难以掌握。
图1.种种表面改性的CO2/kg排量（筹划值）
感想淬火处境浑浊：0.kgCO2/kg工件仅是通常渗碳的23.56%。
是否用氮化及感想淬火替代渗碳？
2.PreNit.LPC本领（波兰，获欧、美专利）
LCP可高温渗碳，渗碳速率快，但晶粒长大。
波兰的西科沃克公司首创了PreNit.LPC工艺（图5）
可抵制A晶粒长大，
渗碳时光裁减30-60%
以16MnCr5钢渗碳为例：
（1）℃×2mm渗碳，需求21h，而℃
PreNit.LPC仅不到10h；~℃×1.2mmPreNit.LPC时光较℃的渗碳时光裁减30-40%.(薄层渗氮不显然)
（2）℃×0.6mm通常渗碳，A晶粒直径
16.7μm，而PreNit.LPC℃×
0.6mmPreNit.LPCA晶粒直径为13.6μm.
3、用渗氮替代齿轮的渗碳
（1）齿面的来往应力与模数及渗层巨细相关（图6、7）
图6.齿面来往应力与渗碳层层深的瓜葛图图7.渗碳与渗氮齿轮应力散布
经中等硬度调质后,层深0.5mm渗N齿轮可替代，1.2mm的渗碳齿轮
（2）渗N与渗C齿轮强度比拟（表2）发觉，可控渗N是替代渗C的灵验办法
（3）渗N层的深度与齿轮模数相关（如图8）（模数为12mm的齿轮δ=0.7mm），
图8渗N层的深度与齿轮模数的瓜葛
（4）重载齿轮用渗N替代渗C的前提
◆齿面应有较高的硬度（~HV）；
◆渗N条理表层0.1mm处的硬度＞HV；
◆渗N层深度＞0.7mm;
◆心部硬度应抵达~HV。
（5）新式沉没强硬型渗N齿轮钢
(20CrNi3Mn2Al)
1）特色：
◆~℃加热保温后空冷，首要布局为B，硬度为~HB（HRC30~36），
◆可加工成型；
●离子表面渗N与心部沉没强硬同时停止
◆变温离子深层氮化
经~℃X50h变温离子N化，δ=0.75mm白亮层小于5μm,表面硬度HV,心部硬度HV，抵达深层渗氮。
2）38CrMoAl与20CrNi3Mn2Al渗层的对照
4.双频感想淬火
4.1单频感想淬火的近况
4.1.1过渡层的来往疲倦强度低于从军前提
4.1.2齿面的残剩应力散布不公道
淬硬层显露压应力，
过渡层显露拉应力，
过镀层拉应力的高下与效用范畴取决于冷却速率、淬硬层的深度。
4.1.3齿根的残剩应力形态不公道
4.1.4缘由解析
（1）淬硬层布局变动过于陡峭
（2）强硬层过渡区存在过渡回火带
过渡区存在一高于调质回火温度(tT)，低于Ac1的过分回火带(图a)，此带的硬度将低于正本的调质硬度。
（3）齿根部：
1）简单频次难以知足齿面与齿根部淬硬层深度的请求，通常的高频淬火，齿根部窝流的透入深度较浅，加热温度较低；
2）齿根部的冷却前提不同于齿面，冷却速率相对较低；
3）淬硬层与过渡层布局变动陡峭；上述缘由致使齿根部淬硬层较薄，布局、硬度陡峭，造成齿根部显露拉应力，抗弯强度
不能知足从军前提，易于产生屈曲断裂。
4.2.齿轮仿形双频感想淬火
（simultaneousdualfrequencygearhardening）
4.2.1双频电源，一个感想器（德国、日本）
在统一感想器内通两种频次（低频为10-l5kHz，高频为-40OkHz）电流，低频-高频叠加加热淬火，在时光上切换震撼，可完结齿轮平均的概括淬火。
根据工件和热管教工艺可在2个频次之间随意调频，环形零件的表里表面可同时加热淬火。
4.2.2低、高频电源对应两个感想器分段加热（美国）
先用低频电源（10-l5kHz），将工件加热至低于奥氏体化温度50-℃时中止加热。
改用高频（-kHZ）电源加热，用于加热齿顶部，倏得使加热温度抵达高于奥氏体化温度80-℃，中止加热，并立刻喷水冷却，实行淬火进程，取得仿形强硬层。
功率遵循齿轮的尺寸和模数巨细断定。高频功率是低频功率的2-3倍。
4.2.3.用双频淬火替代齿轮的深层渗碳
关于大模数（如m=80及m=63）的齿轮，δ≥4mm,这要采纳渗碳周期h以上的深层渗碳。
而采纳双频感想加热单齿扫描淬火，既能知足渗层布局及机能的请求，又能大大收缩临盆周期，低沉临盆成本。
用感想淬火替代渗层渗碳在国表里已有运用，如在冶金设施上用感想淬火替代深层渗碳，将渗碳齿圈改成感想淬火等。
感想淬火替代深层渗碳完结深层强硬存在较大的潜力。
4.3超速感想加热淬火(SRIQ)(日本高周波熱腖)
(SuperRapidInductionheatQuenching)
采纳高输出高频次感想安设，完结超速短时光（0.5S）加热，对袖珍齿轮完结概括淬火。
SRIQ淬火的齿轮，齿根处会造成超10OOMPa残剩压应力，其抗弯疲倦强度超越渗碳淬火和缓体软氮化。
图18.SRIQ、通常高频淬火、软氮化齿轮齿根的屈曲疲倦寿命(S45C钢)
4.4双强硬层的二次高频淬火(WIQ)（日本）
图19.WIQ淬火工艺提醒
Fig.19ThetwicehardeningWIQ
whichcreatedoublelayer
第一次采纳较低频淬火(SIQ）以取得较深的强硬层。
再经过第二次的SRIQ的前期预热，使第一次淬火布局回火取得志愿的调质布局。
SRIQ的高频、大功率迅速加热回火，使表层再次淬火。双强硬层，外层为M,次外层为迅速回火的调质布局。高硬度、高压应力、高韧性、高疲倦强度
特色：
（1）在表面强硬层中，经过SIQ淬火及SRIQ超速
短时光加热淬火可完结晶粒细化的结果；
（2）SIQ与SRIQ两重淬火与简单SRIQ比拟可获
得更大的残留压应力；
（3）由于SRlQ的超速短时光加热，SIQ淬火的硬
化层难以回火软化。
WIQ、SRIQ、渗碳淬火的齿轮的机能对照
5.论断
1）采纳℃PreNit.LPC较℃的通常渗碳，渗碳时
间裁减30-40%，且可避免A晶粒长大。
2）采纳可控渗氮可替代重载齿轮深层渗碳，可控参数为：
齿面的硬度（~HV）；次表层0.1mm处的硬
度＞HV；渗N层深度＞0.7mm;心部硬度为
-HV。
3)采用新式沉没强硬型渗N齿轮钢(20CrNi3Mn2Al)经变
温50h离子氮化，可抵达可控渗氮的目的。
4)双频齿廓淬火可显然升高齿轮寿命，采纳双频齿廓淬
火替代齿轮的深层渗碳有极大的潜力。
5)双频电源及感想淬火工艺的改变是升高感想淬火水准
的关键，今朝我国尚不能自行缔造，要加大改变步
伐，主动研发。
完
本文为河北产业大学阎熏陶分享，谢谢阎熏陶的无私贡献。
声名：本