大齿轮 大齿轮粗开齿正火代替调质工艺

单位:中国有色金属(沈阳)冶金机械有限公司

二、三级造粒机是我公司为某钢铁公司生产的产品，大齿轮是传动装置的关键部件。大齿轮采用ZG35CrMo铸造合金钢，规格为φ 6390/φ 5440× 830 mm (m = 45，z=140)，净重27700kg。图纸技术要求:淬火回火，齿面硬度200 ~ 255 hbw。大齿轮采用两半齿轮分体组合结构，如图1所示。

1.大型齿轮调质存在的问题及解决方法

模数45、齿数140、直径6m以上的铸造合金钢齿轮淬火回火时，会存在以下问题:

C

锰

硅

P

S

铬

钼

0.30~0.37

0.50~0.80

0.30~0.50

≤0.035

≤0.035

0.80~1.20

0.20~0.30

铸造时，应按上述要求进行配料和铸造，确保热处理正火回火后的大齿轮性能符合技术要求。大齿轮的化学成分见表2。

表2大齿轮的化学成分(质量分数)(%)

档位号

C

锰

硅

P

S

铬

钼

前半部分

0.35

0.57

0.36

0.013

0.026

0.88

0.21

后半部分

0.37

0.65

0.33

0.018

0.020

1.05

0.22

档位号

1点钟方向

2点钟

3点钟

4点钟

5点钟

前半部分

218

211

242

215

241

232

215

241

242

255

241

240

255

262

240

后半部分

252

212

212

252

215

210

235

215

212

219

220

226

220

226

232

表5精密铣削后齿轮的硬度(HBW)

档位号

1点钟方向

2点钟

3点钟

4点钟

5点钟

前半部分

210

210

205

217

240

216

238

209

215

213

220

208

224

210

215

后半部分

205

212

212

208

219

220

234

202

210

211

203

205

212

210

225

(7)力学性能测试

在同一炉内对正火和回火试棒的力学性能进行了测试。测试棒的机械性能如表6所示。将试验结果与JB/T6402-2006标准中的调质力学性能数据进行了比较。正火和回火试棒的性能相当于标准中要求的淬火和回火性能。

表6同炉大齿轮试棒力学性能

热处理条件

力学性能

注意

σs/兆帕

σb/MPa

δ(%)

Ψ(%)

布氏硬度

调质

510

686

12

25

201

标准

正火和回火

535

725

13.5

30

240

测试条1

520

705

12.5

28

223

测试条2

3.结论

(1)用粗齿正火回火代替调质工艺完全能满足技术要求。齿面硬度可达200 ~ 255 HBW，强度也可达到调质水平。

(2)工艺采用粗开正火回火，减小了拼合齿轮顶侧硬度差，齿面硬度分布均匀。

(3)该工艺的实施，解决了调质齿轮变形大、找正困难的问题。

(4)该工艺的实施解决了调质后难以加工硬点的问题，缩短了加工周期。

(5)该工艺的实施可有效防止使用中硬度不均和点蚀。

(6)该工艺操作简单，只要有台车式电阻炉或煤气炉即可实现，不需要特殊的大型水箱和油箱以及特殊的吊装夹具。节能减排，易于推广。

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