目錄


前言


第1章齒輪材料及其熱處理1


1 1齒輪類別及其性能要求1


1 1 1齒輪的類別1


1 1 2齒輪(材料)的性能要求2


1 2齒輪材料及其熱處理的選擇2


1 2 1齒輪用鋼鐵材料的選擇3


1 2 2常用齒輪鋼材及其力學(xué)性能5


1 2 3典型齒輪材料及其熱處理9


1 2 4鑄鐵齒輪材料及其熱處理22


1 2 5齒輪用鑄鋼及其熱處理27


1 2 6齒輪用非鐵金屬合金30


1 2 7齒輪用粉末冶金材料及其


熱處理35


第2章齒輪熱處理常用設(shè)備和工藝


材料37


2 1齒輪熱處理常用設(shè)備37


2 1 1齒輪熱處理常用生產(chǎn)設(shè)備38


2 1 2齒輪熱處理檢測設(shè)備及儀器50


2 2齒輪熱處理用工藝材料53


2 2 1熱處理生產(chǎn)用材料及其分類53


2 2 2金屬熱處理保護(hù)涂料及其分類54


2 2 3齒輪熱處理用淬火冷卻介質(zhì)54


2 2 4齒輪淬火冷卻用鹽浴、堿浴的


配方及使用溫度61


第3章齒輪的整體熱處理技術(shù)63


3 1齒輪的退火與正火技術(shù)63


3 1 1齒輪的退火技術(shù)64


3 1 2齒輪的正火技術(shù)69


3 1 3齒輪毛坯的等溫正火技術(shù)74


3 1 4齒輪的鍛造余熱正火工藝77


3 1 5齒輪的退火、正火熱處理實(shí)例77


3 2齒輪的整體淬火、回火技術(shù)78


3 2 1齒輪的淬火技術(shù)79


3 2 2齒輪的回火工藝86


3 2 3冷處理89


3 2 4齒輪的整體淬火、回火技術(shù)應(yīng)用


實(shí)例90


第4章齒輪的調(diào)質(zhì)熱處理技術(shù)91


4 1常用調(diào)質(zhì)齒輪鋼材及其熱處理91


4 1 1調(diào)質(zhì)鋼的分類91


4 1 2國內(nèi)外調(diào)質(zhì)鋼材91


4 1 3調(diào)質(zhì)齒輪常用鋼材與用途92


4 1 4常用調(diào)質(zhì)齒輪鋼截面與力學(xué)


性能92


4 1 5調(diào)質(zhì)齒輪的硬度選配94


4 1 6齒輪鋼材調(diào)質(zhì)硬度與硬化層


深度的確定94


4 2齒輪的調(diào)質(zhì)熱處理98


4 2 1調(diào)質(zhì)齒輪鋼材的預(yù)備熱處理98


4 2 2齒輪的調(diào)質(zhì)熱處理工藝99


4 3球墨鑄鐵齒輪的調(diào)質(zhì)處理工藝104


4 4大齒輪調(diào)質(zhì)工藝設(shè)計(jì)105


4 5大模數(shù)齒輪的開齒調(diào)質(zhì)工藝108


4 6焊接齒輪的調(diào)質(zhì)處理工藝108


4 7齒輪調(diào)質(zhì)熱處理的實(shí)例109


第5章齒輪的化學(xué)熱處理技術(shù)112


5 1齒輪的滲碳熱處理技術(shù)112


5 1 1齒輪滲碳工藝的分類與典型


加工流程112


5 1 2齒輪的滲碳熱處理技術(shù)參數(shù)113


5 1 3齒輪的滲碳工藝參數(shù)的選擇


與控制116


5 1 4齒輪的氣體滲碳工藝117


5 1 5常用結(jié)構(gòu)鋼齒輪的滲碳淬火、


回火熱處理規(guī)范131


5 1 6齒輪滲碳后常用熱處理工藝、


特點(diǎn)及適用范圍132


5 1 7齒輪經(jīng)滲碳(碳氮共滲)后


的熱處理133


5 1 8齒輪的固體滲碳技術(shù)134


5 1 9齒輪的液體滲碳技術(shù)138


5 1 10齒輪的高溫滲碳技術(shù)140


5 1 11大型齒輪的滲碳熱處理技術(shù)142


5 1 12大型焊接齒輪滲碳淬火技術(shù)147


5 1 13齒輪的防滲技術(shù)及防滲涂料


的清理方法149


5 2齒輪的碳氮共滲技術(shù)153


5 2 1齒輪的氣體碳氮共滲工藝153


5 2 2典型齒輪的碳氮共滲技術(shù)


應(yīng)用實(shí)例159


5 2 3碳氮共滲后的熱處理方法161


5 3齒輪的滲氮及氮碳共滲技術(shù)162


5 3 1齒輪的滲氮技術(shù)162


5 3 2齒輪的氣體氮碳共滲技術(shù)176


5 3 3齒輪的離子(氣體)氮碳共


滲技術(shù)179


5 3 4齒輪的鹽浴氮碳共滲技術(shù)180


5 3 5齒輪的氮碳共滲技術(shù)應(yīng)用


實(shí)例181


第6章齒輪的表面淬火技術(shù)183


6 1表面淬火技術(shù)概述183


6 2齒輪的火焰淬火技術(shù)184


6 3齒輪的感應(yīng)淬火技術(shù)189


6 3 1感應(yīng)淬火方法的分類189


6 3 2感應(yīng)加熱齒輪常用鋼鐵材料


與用途189


6 3 3感應(yīng)加熱設(shè)備的選擇190


6 3 4齒輪的感應(yīng)淬火工藝190


6 3 5齒輪的高頻感應(yīng)淬火技術(shù)206


6 3 6齒輪的中頻感應(yīng)淬火技術(shù)209


6 3 7齒輪的埋液感應(yīng)淬火技術(shù)214


6 3 8齒輪超高頻脈沖和大功率脈沖


感應(yīng)淬火工藝217


6 3 9國內(nèi)外大模數(shù)齒輪感應(yīng)淬火


設(shè)備與工藝218


6 3 10齒輪感應(yīng)淬火的屏蔽技術(shù)218


6 3 11齒輪的高、中頻感應(yīng)器及


噴水器219


6 3 12感應(yīng)淬火機(jī)床的基本參數(shù)


的選取228


6 3 13主動齒輪尾部螺紋的感應(yīng)


軟化處理技術(shù)229


6 3 14齒輪感應(yīng)淬火技術(shù)應(yīng)用


實(shí)例230


6 3 15齒條的高頻感應(yīng)電阻加熱


表面淬火技術(shù)231


第7章先進(jìn)的齒輪熱處理技術(shù)233


7 1齒輪的激光熱處理技術(shù)233


7 1 1激光淬火及其特點(diǎn)和應(yīng)用233


7 1 2齒輪激光淬火技術(shù)應(yīng)用實(shí)例239


7 2齒輪的稀土化學(xué)熱處理技術(shù)239


7 2 1生產(chǎn)現(xiàn)場化學(xué)熱處理用稀土


催滲劑的配制240


7 2 2稀土滲碳(碳氮共滲)工藝241


7 2 3齒輪的稀土滲碳(碳氮共滲)


技術(shù)應(yīng)用實(shí)例242


7 2 4稀土氣體滲氮技術(shù)243


7 2 5齒輪的BH催滲技術(shù)245


7 3先進(jìn)的齒輪感應(yīng)熱處理技術(shù)246


7 3 1齒輪雙頻感應(yīng)淬火技術(shù)246


7 3 2齒輪的同時(shí)雙頻感應(yīng)淬火技術(shù)


(SDF法)248


7 3 3單頻整體沖擊加熱淬火技術(shù)249


7 3 4低淬透性鋼齒輪的感應(yīng)淬火


技術(shù)250


7 3 5齒輪滲碳后感應(yīng)淬火、感應(yīng)滲碳


及滲氮技術(shù)252


7 3 6先進(jìn)的齒輪感應(yīng)熱處理技術(shù)應(yīng)用


實(shí)例253


7 3 7新的模壓式感應(yīng)淬火技術(shù)254


7 3 8國外先進(jìn)齒輪感應(yīng)熱處理技術(shù)與


應(yīng)用256


7 4齒輪的真空熱處理技術(shù)257


7 4 1齒輪的真空淬火技術(shù)257


7 4 2齒輪的真空滲碳技術(shù)259


7 4 3齒輪真空滲碳技術(shù)應(yīng)用實(shí)例263


7 4 4齒輪的離子滲碳技術(shù)264


7 4 5齒輪的真空熱處理實(shí)例266


7 4 6齒輪的低壓真空滲碳與高壓氣


體淬火技術(shù)267


7 4 7齒輪的離子滲氮技術(shù)269


7 4 8齒輪離子滲氮技術(shù)應(yīng)用實(shí)例276


7 4 9活性屏離子滲氮技術(shù)277


7 4 10齒輪的低真空變壓快速化學(xué)


熱處理技術(shù)279


7 5齒輪的真空及超聲波清洗技術(shù)280


7 6齒輪的先進(jìn)計(jì)算機(jī)模擬與智能控制


和精密熱處理技術(shù)281


7 7齒輪的其他先進(jìn)熱處理技術(shù)285


7 7 1一種全新的HybridCarb滲碳


方法285


7 7 2齒輪的微波熱處理技術(shù)286


第8章齒輪熱處理質(zhì)量控制與


檢驗(yàn)289


8 1齒輪熱處理質(zhì)量控制要求289


8 2齒輪的材料熱處理質(zhì)量控制與疲勞


強(qiáng)度等級289


8 2 1齒輪用鋼冶金質(zhì)量的檢驗(yàn)項(xiàng)目


及技術(shù)要求289


8 2 2齒輪材料熱處理質(zhì)量等級的


選擇290


8 2 3齒輪的材料熱處理質(zhì)量控制


和疲勞強(qiáng)度290


8 3齒輪的一般熱處理檢驗(yàn)301


8 3 1齒輪脫碳、過熱的檢驗(yàn)301


8 3 2齒輪鍛件的主要檢驗(yàn)項(xiàng)目及


內(nèi)容302


8 4齒輪退火與正火的質(zhì)量檢驗(yàn)302


8 5齒輪整體淬火與回火的質(zhì)量檢驗(yàn)303


8 6齒輪調(diào)質(zhì)處理的質(zhì)量檢驗(yàn)304


8 7齒輪滲碳熱處理的質(zhì)量檢驗(yàn)307


8 8齒輪碳氮共滲的質(zhì)量檢驗(yàn)312


8 9齒輪氣體滲氮、離子滲氮及氮碳


共滲的質(zhì)量檢驗(yàn)313


8 10齒輪感應(yīng)淬火的質(zhì)量檢驗(yàn)318


8 11齒輪火焰淬火的質(zhì)量檢驗(yàn)323


8 12齒輪熱處理畸變與裂紋的檢測324


8 12 1齒輪熱處理畸變的檢測324


8 12 2齒輪熱處理裂紋的檢測324


8 13齒輪的臺架疲勞壽命試驗(yàn)326


8 13 1汽車弧齒錐齒輪技術(shù)要求及其


疲勞壽命試驗(yàn)要求326


8 13 2載貨汽車驅(qū)動橋總成試驗(yàn)機(jī)及


其技術(shù)參數(shù)、特點(diǎn)327


8 13 313t載貨汽車單級減速器驅(qū)動


橋總成疲勞試驗(yàn)328


8 13 4齒輪彎曲疲勞試驗(yàn)328


8 13 5齒輪接觸疲勞性能試驗(yàn)的


實(shí)例328


8 14齒輪硬度檢驗(yàn)329


8 14 1經(jīng)不同工藝熱處理后的零件表面


硬度測試方法及選用原則329


8 14 2常用硬度測試方法的適用


范圍329


8 14 3不同硬化層深度和硬度測量方法


選用原則330


8 14 4硬度符號與表示及舉例說明330


第9章齒輪熱處理常見缺陷與


對策332


9 1齒輪熱處理加熱、冷卻與力學(xué)性能


缺陷與對策332


9 1 1齒輪熱處理加熱缺陷與對策332


9 1 2齒輪熱處理冷卻缺陷與對策336


9 1 3齒輪熱處理力學(xué)性能缺陷與


對策337


9 1 4防止齒輪熱處理加熱、冷卻


缺陷的實(shí)例339


9 2齒輪的整體熱處理缺陷與對策339


9 2 1齒輪的退火、正火缺陷與


對策339


9 2 2齒輪的整體淬火、回火缺


陷與對策342


9 2 3中碳鋼和中碳合金鋼齒輪整體


淬火、回火硬度缺陷與對策344


9 2 4中碳鋼和中碳合金鋼齒輪淬火、


回火金相組織缺陷與對策346


9 2 5中碳鋼和中碳合金鋼齒輪淬硬


層缺陷與對策348


9 2 6中碳鋼和中碳合金鋼齒輪淬火、


回火其他缺陷與對策 348


9 2 7中碳鋼和中碳合金鋼齒輪淬火


畸變與對策348


9 2 8中碳鋼和中碳合金鋼齒輪淬火


裂紋與對策349


9 3齒輪調(diào)質(zhì)處理缺陷與對策350


9 3 1齒輪調(diào)質(zhì)處理常見缺陷與


對策350


9 3 2防止齒輪調(diào)質(zhì)處理缺陷的


實(shí)例352


9 4齒輪的化學(xué)熱處理缺陷與對策353


9 4 1齒輪的滲碳(碳氮共滲)熱


處理缺陷與對策353


9 4 2齒輪的滲氮(氮碳共滲)熱


處理缺陷與對策376


9 4 3齒輪的離子滲氮缺陷與對策385


9 4 4齒輪的氣體氮碳共滲缺陷與


對策388


9 5齒輪的感應(yīng)熱處理缺陷與對策391


9 5 1齒輪的感應(yīng)淬火硬度缺陷與


對策391


9 5 2感應(yīng)淬火齒輪表面硬度過高或


過低原因與對策394


9 5 3齒輪的感應(yīng)淬火表面硬度不均


原因與對策395


9 5 4齒輪的感應(yīng)淬火顯微組織缺陷


與對策396


9 5 5齒輪的感應(yīng)淬火硬化層缺陷與


對策396


9 5 6感應(yīng)淬火齒輪其他熱處理缺陷


與對策398


9 5 7齒輪感應(yīng)熱處理缺陷對策的


實(shí)例400


第10章齒輪的熱處理畸變、裂紋與


控制技術(shù)402


10 1影響齒輪熱處理畸變的因素402


10 2齒輪的整體熱處理畸變控制


技術(shù)404


10 2 1軸類齒輪的熱處理畸變控制


技術(shù)404


10 2 2環(huán)、套類齒輪的熱處理畸變


控制技術(shù)406


10 3齒輪的化學(xué)熱處理畸變與控制


技術(shù)407


10 3 1齒輪的滲碳(碳氮共滲)熱處理


畸變與控制技術(shù)407


10 3 2齒輪的滲氮(氮碳共滲)熱處理


畸變與控制技術(shù)433


10 4齒輪的感應(yīng)熱處理畸變與控制


技術(shù)437


10 4 1減小與控制齒輪感應(yīng)淬火畸變的


措施437


10 4 2齒輪的高頻感應(yīng)淬火畸變與控制


技術(shù)442


10 4 3齒輪的中頻感應(yīng)淬火畸變與控制


技術(shù)448


10 5減小與控制齒輪熱處理畸變的方法與


措施450


10 5 1合理選材和正確設(shè)計(jì)451


10 5 2優(yōu)化鍛造455


10 5 3采用預(yù)備熱處理456


10 5 4消除機(jī)械加工殘余應(yīng)力458


10 5 5冷、熱加工配合459


10 5 6合理選擇裝爐及支撐方式463


10 5 7減小熱應(yīng)力464


10 5 8合理選擇淬火冷卻介質(zhì)及淬火


方式468


10 5 9改進(jìn)熱處理工藝與齒輪材料471


10 5 10采用淬火壓床淬火474


10 5 11采用鑲嵌補(bǔ)償法478


10 5 12采用先進(jìn)的熱處理工藝與


裝備479


10 6齒輪熱處理畸變的校正技術(shù)482


10 6 1齒輪熱處理畸變的校正方法482


10 6 2軸類齒輪熱處理畸變的矯直


技術(shù)483


10 6 3環(huán)、套類齒輪熱處理畸變的校正


技術(shù)485


10 6 4齒輪熱處理畸變的校正技術(shù)應(yīng)用


實(shí)例489


10 6 5齒輪齒形畸變的校正技術(shù)492


10 7齒輪的熱處理裂紋與對策494


10 7 1熱處理裂紋的分類、類型與


特征494


10 7 2淬火裂紋的特點(diǎn)及其與非淬火


裂紋的區(qū)別496


10 7 3形成齒輪淬火裂紋的影響


因素497


10 7 4防止齒輪形成裂紋的方法


與措施498


10 7 5防止齒輪形成裂紋的實(shí)例501


10 7 6防止齒輪淬火裂紋的其他


方法502


10 7 7調(diào)質(zhì)齒輪淬火裂紋形成原


因與對策503


10 7 8防止調(diào)質(zhì)齒輪淬火裂紋的


實(shí)例504


10 7 9齒輪的感應(yīng)淬火裂紋與


對策505


10 7 10齒輪的化學(xué)熱處理裂紋與


對策514


10 7 11齒輪的噴丸(拋丸)處理裂紋


形成原因與對策519


10 7 12齒輪的磨削裂紋與對策520


第11章齒輪的失效分析與對策525


11 1齒輪的服役條件與失效形式525


11 1 1齒輪的服役條件525


11 1 2齒輪的失效形式525


11 2齒輪的接觸及彎曲疲勞失效原因、


形式及其影響因素527


11 3齒面的失效與對策527


11 3 1齒面磨損與對策528


11 3 2齒面塑性變形與對策529


11 3 3齒面膠合與對策529


11 3 4齒面點(diǎn)蝕與對策530


11 3 5齒輪硬化層剝落與對策531


11 4齒輪斷裂與對策532


11 5齒輪的其他失效與對策533


11 5 1齒輪輪齒崩齒與對策533


11 5 2齒輪輪齒的末端損壞與


對策533


11 6齒輪輪齒常見失效模式的特征、


原因及對策534


11 7防止齒輪早期失效的實(shí)例536


11 8中重型載貨汽車弧齒錐齒輪失效與


對策538


11 8 1因主、從動弧齒錐齒輪制造問


題造成失效的原因與對策538


11 8 2因主、從動弧齒錐齒輪裝配及


使用問題造成失效的原因與


對策540


第12章提高齒輪性能與壽命的


途徑544


12 1齒輪的強(qiáng)度設(shè)計(jì)544


12 2齒輪延壽與提高性能的途徑545


12 2 1高精度長壽命滲碳齒輪對鋼材


的要求545


12 2 2采用新型鋼材提高重型載貨汽


車驅(qū)動橋弧齒錐齒輪性能與


壽命546


12 2 3提高載貨汽車變速器齒輪性能


與壽命的途徑547


12 2 4提高重型載貨汽車驅(qū)動橋弧齒


錐齒輪性能與疲勞壽命的


途徑549


12 2 5通過增加滲層深度或提高心部


強(qiáng)度方法提高齒輪滲層接觸疲


勞剝落抗力550


12 2 6采用稀土滲碳技術(shù)提高齒輪性


能與使用壽命551


12 2 7選用合適的低溫化學(xué)熱處理工


藝提高齒輪的疲勞強(qiáng)度551


12 2 8采用噴丸強(qiáng)化技術(shù)提高滲碳齒


輪疲勞強(qiáng)度552


12 2 9齒輪的其他延壽熱處理


技術(shù)554


12 2 10感應(yīng)淬火齒輪使用壽命低的


原因與對策556


第13章典型齒輪熱處理及其


實(shí)例558


13 1機(jī)床齒輪熱處理及其實(shí)例558


13 1 1機(jī)床齒輪的熱處理558


13 1 2機(jī)床齒輪的熱處理典型


實(shí)例559


13 2車輛齒輪熱處理及其實(shí)例560


13 2 1車輛齒輪的熱處理560


13 2 2車輛齒輪的熱處理典型


實(shí)例561


13 3能源裝備齒輪熱處理及其實(shí)例563


13 3 1風(fēng)電齒輪熱處理及其實(shí)例563


13 3 2火電及其他發(fā)電裝備齒輪


熱處理及其實(shí)例565


13 4航空齒輪熱處理及其實(shí)例566


13 4 1航空齒輪的熱處理566


13 4 2航空齒輪的熱處理典型


實(shí)例567


13 5軌道交通裝備齒輪熱處理及


其實(shí)例568


13 5 1軌道交通裝備齒輪的熱


處理568


13 5 2軌道交通裝備齒輪的熱處理


典型實(shí)例568


13 6冶金、礦山、石油化工及建材設(shè)備


齒輪熱處理及其實(shí)例569


13 6 1冶金、礦山、石油化工及建材


設(shè)備齒輪的熱處理569


13 6 2冶金、礦山、石油化工及建材


設(shè)備齒輪的熱處理典型實(shí)例569


13 7船舶與海洋工程裝備齒輪熱處理及


其實(shí)例573


13 7 1船舶與海洋工程裝備齒輪的


熱處理573


13 7 2船舶與海洋工程裝備齒輪的熱


處理典型實(shí)例573


13 8液壓齒輪泵齒輪熱處理及其


實(shí)例574


13 8 1液壓齒輪泵齒輪的熱處理574


13 8 2液壓齒輪泵齒輪的熱處理


典型實(shí)例574


附錄576


附錄A齒輪用鋼熱處理工藝參數(shù)576


附錄B齒輪滲碳鋼末端淬透性(CGMA001


1：2012)583


附錄C國內(nèi)外常用結(jié)構(gòu)鋼對照表584


附錄D齒輪熱處理相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)目錄586


參考文獻(xiàn)590