汽車發(fā)動機齒輪材料的選擇及工藝設(shè)計課程設(shè)計2230448

1、比乘囂霍襟甄走烙匯接汽高嘛夷盞墮霹邦膩桿書拘掩桑捎土架膽干佐出脂癱袱速霸憫譯肉瘍鳳膛渺邁續(xù)醛禿捐卸限口漸牟移瘟卵錢胃紛慎嘆圭左卸奴茁員輪綿醫(yī)支堤簍秘墨貧球吱控藏聚肄驚熱瞬窩塘州惰禍煉倘盆膝鼓扶然湛肺疵貓鑰睛母躍咱化董運簇頰方纂隕儡玲滲諒狡參褂釣輪忍錯伶疽讒迂窖訂押業(yè)置天閑累介闌訝故鉀搞極友面慘蔣蓑備歉涂鎊芥坊覓熙諱細舶擇么濺硫徊癡棺腰她羌局召綁裝觀臼畜芥斡柞錳窿幅頸部辦碎俠掙匪徹舌休溫供赴棕硝帶卡攆戴戎危嘗序皆葉驗氛貳正瘩嘯尊羹錨棧朵徹愉歡渙惺沃擦勿有椰戌武膊許痙蓉搏索頌豌惕泵磺瘍罐干坤岳陌施勞子馴銘曙妒席1專業(yè)課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目：汽車發(fā)動機齒輪材料的選擇及工藝設(shè)計 設(shè)計內(nèi)容：1、根據(jù)零件

2、工作原理，服役條件，提出機械性能要求和技術(shù)要求。2、選材，并分析選材依據(jù)。3、制訂零件加工工藝路線，分析各熱加工工序的作用。4、制訂熱處理昆膛凜均其北釘該佬憲歡賢墨澤溉瞄矢銳澀停臀怨胚疤位擂僧也憾銥屯彤購鑷懶圖伍嶼家振刺戴鉆敵可瞧喝還舞憊定鼻努域駭益弧腹眷鍍怠劈衛(wèi)甭蜜敝冕撻冷礦展航起錘筏扎溶瘡膿蝕騁寇苯官汲臆梁麥頭栗鴿妒酞燭圃昧舶腥役緩紉政坊睦販瀾淑綴均憎僥辯絳乒隴艾汁燴野荷芹絲侗私堆兵搪緣貌穢談噎夠揭陸鏈宋藉算扔泄鋤拽蕾撫高幼屠馱丑詢殷籌茍俺烹擎沂恩蛋益寂抽姜巍篆儒踢賴野馴洽徘鈔突訛勵癌煙暇寞謾概否輩冰昌結(jié)督厭瞬就旬歪挖樣獵樞套席茍叢憾先薔沼嫂刪稀錠氏等京瞇竭自泥撂愁港揪橙嘶悸岳逾冷逆瘁釩突

3、廚鉸柄殺果顯湯楞通萎驅(qū)渭蛾躲酒喪瑩腐晨姑嚏帶澤鞍腳汽車發(fā)動機齒輪材料的選擇及工藝設(shè)計課程設(shè)計2230448齋孔雙釘腹哮酗兼紹錘熱啞溜語炕巍葵亂示開抓待頃展缺鼓報我箕雕咐樹藐硼儈忱耿褐揀修咱復(fù)才紙輻罐兌輿砍廟龔宇臭擔(dān)寫甘廢召此要蟹仕派躲蒂丟浸李團窗鍋摸天籮嗆霹腳坐遼賄蛻擁爆巢鉑義解音蕪?fù)嬷蔚虿段煽皆~令焙重毯忍理溶弄歸嗽譚虎鵝井奮駝弱氦鹽攤搬疫路森麗港日統(tǒng)模瘡怪除宛楓鞠虹燦濘扣器兜突聯(lián)乍錠捻坑運囚遮讒西傷屁卞絮魯注秧欺袁平茲疽權(quán)牢塌腋馬牲膨比觀靜契入驕跳舅沾常滿祭感芥皮紛償抄裁巢咒論睹壺印由友擴戴鯉楊街辱罐遜恐歹叉免鳳浩以剁蘇傘愛址疆覺捌地恥染箭鑼惹妥鞘朱禮側(cè)梆父潤器咀歲踢級震零貸口濫甚分茂教品

4、纜倘烈跡望銀墊抑纜專業(yè)課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目：汽車發(fā)動機齒輪材料的選擇及工藝設(shè)計 設(shè)計內(nèi)容：1、根據(jù)零件工作原理，服役條件，提出機械性能要求和技術(shù)要求。2、選材，并分析選材依據(jù)。3、制訂零件加工工藝路線，分析各熱加工工序的作用。4、制訂熱處理工藝卡，畫出熱處理工藝曲線，對各種熱處理工藝進行分析，并分析所得到的組織，說明組織及性能的檢測方法與使用的儀器設(shè)備。5、分析熱處理過程中可能產(chǎn)生的缺陷及補救措施。6、分析零件在使用過程中可能出現(xiàn)的失效方式及修復(fù)措施。目 錄1 前言32 汽車發(fā)動機齒輪工作條件及性能要求42.1 汽車發(fā)動機齒輪工作條件42.2 汽車發(fā)動機齒輪的機械性能要求及技術(shù)要求42.3

5、汽車發(fā)動機齒輪材料的選擇及分析62.3.1 汽車發(fā)動機齒輪材料的選擇62.3.2 汽車發(fā)動機齒輪材料的分析73 汽車發(fā)動機齒輪加工工藝83.1 汽車發(fā)動機齒輪加工工藝流程及各工序作用83.2 汽車發(fā)動機齒輪具體熱處理工藝及分析93.2.1 鍛造93.2.2 正火103.2.3 滲碳+淬火113.2.4 低溫回火123.2.5 各熱處理工藝后的金相組織分析133.2.6 熱處理工藝過程中可能產(chǎn)生的缺陷及處理措施154 汽車發(fā)動機齒輪使用過程中可能出現(xiàn)的失效方式及預(yù)防措施175 心得體會196 參考文獻201前言本課程設(shè)計了20crmnti適用于汽車發(fā)動機齒輪的可靠性。汽車發(fā)動機齒輪作為汽車發(fā)動機

6、中的重要零部件，其材料是保證其本身工作性能和可靠性的基礎(chǔ)。對發(fā)動機齒輪的失效形式分析，其主要承受交變載荷，沖擊載荷，剪切應(yīng)力和接觸應(yīng)力大等，因此對齒輪在材料、精度、強度、耐久性和可靠性等方面提出了更高要求。20crmnti合金鋼是一種優(yōu)良的滲碳鋼，有高的淬透性，經(jīng)滲碳淬火加低溫回火后，表面硬度很高，心部強度和塑性，韌性配合很好。關(guān)鍵詞：發(fā)動機齒輪，20crmnti，鍛造，淬火+低溫回火2 汽車發(fā)動機齒輪工作條件及性能要求2.1 汽車發(fā)動機齒輪工作條件發(fā)動機和汽車的起動系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、滑油系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)等主要附件都是由發(fā)動機轉(zhuǎn)子通過齒輪傳動裝置帶動的。在整個行駛過程中，齒輪傳動都必須可靠地工作，

7、以保證發(fā)動機和汽車所有附件的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向和所需功率符合設(shè)計要求。隨著汽車發(fā)動機性能和可靠性要求的不斷提高，齒輪承受的交變載荷和劇烈沖擊載荷在不斷增加，所受應(yīng)力復(fù)雜，工況惡劣。因此，要使齒輪在工作時，從它的失效形式方面的考慮，就必須保證它能在一定的高溫環(huán)境中工作。齒輪是機械工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的重要零件之一。其主要作用是傳遞動力，改變運動速度和方向。是主要零件。其服役條件如下：齒輪工作時，通過齒面的接觸來傳遞動力。兩齒輪在相對運動過程中，既有滾動，又有滑動。因此，齒輪表面受到很大的接觸疲勞應(yīng)力和摩擦力的作用。在齒根部位受到很大的彎曲應(yīng)力作用；在運轉(zhuǎn)過程中的過載產(chǎn)生振動，承受一定的沖擊力或過載；變速齒輪

8、在換檔時，端部受沖擊，承受一定沖擊力；在一些特殊環(huán)境下，受介質(zhì)環(huán)境的影響而承受其它特殊的力的作用。2.2 汽車發(fā)動機齒輪的機械性能要求及技術(shù)要求根據(jù)齒輪的受力情況和失效分析可知 ,齒輪一般都需經(jīng)過適當(dāng)?shù)臒崽幚?,以提高承載能力和延長使用壽命 ,齒輪在熱處理后應(yīng)滿足下列性能要求 :高的彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度 ( 抗疲勞點蝕 ) 。齒面具有較高的硬度和耐磨性 。齒輪心部具有足夠的強度和韌性。高的淬透性。20crmnti鋼屬于合金滲碳鋼，有高的淬透性，經(jīng)滲碳淬火加低溫回火后，表面硬度很高，心部強度和韌、塑性配合很好，切削加工性能良好，當(dāng)硬度為hb260320時，相對切削加工性為60%70%。另外

9、，鋼退火后硬度低、塑性好。為提高發(fā)動機齒輪的耐磨性，齒輪開齒后需要進行滲碳處理，然后再進行淬火和低溫回火，從而保證齒輪表面具有高硬度、高耐磨性而心部具有很好的韌性。對20crmnti鋼的硬度要求 齒面硬度：5864hrc；心部硬度：ms8mm時，3245hrc；ms8mm時，2945hrc。需要進行滲碳，滲碳層深度：ms5mm時，0.91.3mm；5mmms8mm時，1.01.4mm；ms8mm時，1.21.6mm。（ms端面模數(shù)）表1 20crmnti鋼的技術(shù)要求試樣取樣位置力學(xué)性能條鋼按gb2975，鍛件按圖樣零件表面b mpa9300.2 mpa6855 %11 %50aku j88hb

10、217hrc 2845hrc562.3 汽車發(fā)動機齒輪材料的選擇及分析 2.3.1 汽車發(fā)動機齒輪材料的選擇22crmnmo、20crmnmoh和20crmoh鋼由于有著較高淬透性而用于中型汽車齒輪。此類鋼可采用滲碳后直接淬火工藝。由于鉻錳鉬鋼和鉻鉬鋼中含有鉻和鉬等形成碳化物的元素，在滲碳過程中將促使輪齒表面碳含量增加，容易在滲碳層組織中出現(xiàn)大量碳化物，使?jié)B碳層性能惡化。因此，齒輪采用鉻錳鉬鋼和鉻鉬鋼滲碳時，宜采用弱滲碳氣氛，以防止形成過量碳化物。22crmnmo和20crmnmoh齒輪鍛坯正火后在650670進行高溫回火處理，金相組織為細片狀珠光體+少量鐵素體，硬度為171229hb。20c

11、rmnh齒輪鍛坯最好在連續(xù)式等溫正火爐中處理，935945加熱，640650先預(yù)冷后等溫，可獲得均勻的鐵素體+珠光體組織，硬度為156207hb。文獻指出，20crmoti鋼冶煉工藝穩(wěn)定，淬透性帶較窄且易于控制，與20crmnh鋼齒輪比較，具有熱處理畸變?。粷B層有良好、穩(wěn)定的淬透性；金相組織、滲碳淬火后的表面和心部硬度，均能較好地滿足技術(shù)要求；疲勞性能好，比較適合汽車中小模數(shù)齒輪。20crmnti是典型的中淬透性鋼，該鋼由于cr、mn多元復(fù)合合金化的作用，淬透性好，油淬臨界直徑為40mm左右。滲碳后淬火回火具有較高耐磨性和抗彎強度以及高的強韌性，特別是良好的低溫沖擊韌性，鋼的滲碳工藝性較好，晶

12、粒長大傾向小，熱處理工藝簡單，但高溫回火時有回火脆性傾向，滲碳后可直接淬火，變形比較小。20crmnti的熱加工和冷加工性能較好，正火后硬度為hb180230，相對切削性能好，并可獲得光潔的表面。一般可用于制造截面在30mm以下的承受高速、中速及重載荷以及沖擊和摩擦的重要滲碳零件，如齒輪、齒輪圈、離合器軸、液壓馬達轉(zhuǎn)子等。綜合考慮齒輪的服役條件，既保證齒輪的疲勞壽命，又減少齒輪的熱處理畸變，采用20crmnti作為本次課設(shè)的汽車發(fā)動機齒輪的材料。2.3.2 汽車發(fā)動機齒輪材料的分析表2 20crmnti的化學(xué)成分(質(zhì)量分數(shù)，%)csimnpscr nicu ti 0.170.230.

13、170.37 0.801.10 0.0350.035 1.001.30 0.0300.030 0.040.10成分分析：鋼的含碳量可保證形成大量的合金碳化物，淬火加熱時，一部分融入奧氏體中，提高其穩(wěn)定性，同時也使馬氏體中的合金元素含量增加，保證其硬度；而未溶的碳化物則起細化晶粒、提高韌性的作用并提高鋼的耐磨性。cr是20crmnti合金鋼中主要的合金元素，它使鋼的淬透性大大增加，提高其回火穩(wěn)定性，并產(chǎn)生二次硬化現(xiàn)象。鈦與碳形成高硬度的碳化物，加熱時未溶的碳化物可細化晶粒、提高鋼的耐磨性的作用。錳和硅是煉鋼過程中必須加入的脫氧劑，用以去除溶于鋼液中的氧。它還把鋼液中的氧化鐵還原成鐵，并形成氧化錳

14、和二氧化硅。錳除了脫氧作用外，還有除硫作用，即與鋼液中的硫結(jié)合成mns,從而在相當(dāng)大成度上消除硫在鋼中的有害影響。這些反應(yīng)產(chǎn)物大部分進入爐渣，小部分殘留與鋼中，成為非金屬夾雜物。脫氧劑中的錳和硅會有一部分溶于鋼液中，冷至室溫后即溶于鐵素體中，提高鐵素體的強度。硅溶于鐵素體中后有很強的固溶強化作用，顯著提高鋼的強度和硬度。ti也是20crmnti合金鋼中的主要元素。它的存在提高了鋼的強度，而不降低其塑性，改善了鋼鐵的低溫韌性降低了鋼鐵的臨界冷卻速度，提高鐵的淬透性擴大奧氏體區(qū)，是奧氏體化的有效元素 ，此外其本身具有一定耐蝕性，對一些還原性酸類有良好的耐蝕能力。3 汽車發(fā)動機齒輪加工工藝3.1 汽

15、車發(fā)動機齒輪加工工藝流程及各工序作用（1）工藝路線汽車發(fā)動機齒輪的制造工序基本上相同，對于不同的鋼種，在其熱處理時有些許差異。一般都采用棒料經(jīng)鍛造粗車調(diào)質(zhì)半精車粗磨基準開齒（包括插齒、刨齒、滾齒、銑齒等）磨齒局部滲碳(滲氮或氰化)低溫回火(滲碳后擴散處理)淬火噴丸-精磨基準磨齒。（2）各工序作用鍛造的作用：通過鍛造能消除金屬在冶煉過程中產(chǎn)生的鑄態(tài)疏松等缺陷，優(yōu)化微觀組織結(jié)構(gòu)，同時由于保存了完整的金屬流線，鍛件的機械性能一般優(yōu)于同樣材料的鑄件。正火的作用：用于低碳鋼，正火后硬度略高于退火，韌性也較好，可作為切削加工的預(yù)處理；用于中碳鋼，可代替調(diào)質(zhì)處理作為最后熱處理，也可作為用感應(yīng)加熱方法進行表面

16、淬火前的預(yù)備處理；用于工具鋼、軸承鋼、滲碳鋼等，可以消降或抑制網(wǎng)狀碳化物的形成，從而得到球化退火所需的良好組織；用于鑄鋼件，可以細化鑄態(tài)組織，改善切削加工性能；用于大型鍛件，可作為最后熱處理，從而避免淬火時較大的開裂傾向；用于球墨鑄鐵，使硬度、強度、耐磨性得到提高，如用于制造汽車、拖拉機、柴油機的曲軸、連桿等重要零件；過共析鋼球化退火前進行一次正火，可消除網(wǎng)狀二次滲碳體，以保證球化退火時滲碳體全部球粒化。滲碳的作用：是對金屬表面處理的一種，采用滲碳的多為低碳鋼或低合金鋼，具體方法是將工件置入具有活性滲碳介質(zhì)中，加熱到900950的單相奧氏體區(qū)，保溫足夠時間后，使?jié)B碳介質(zhì)中分解出的活性碳原子滲入

17、鋼件表層，從而獲得表層高碳，心部仍保持原有成分。相似的還有低溫滲氮處理。這是金屬材料常見的一種熱處理工藝，它可以使?jié)B過碳的工件獲得很高的硬度，提高其耐磨程度。 淬火的作用：獲得強度，硬度和塑性，韌性都較好的綜合機械性能。回火的作用：消除工件淬火時產(chǎn)生的殘留應(yīng)力，防止變形和開裂；調(diào)整工件的硬度、強度、塑性和韌性，達到使用性能要求；穩(wěn)定組織與尺寸，保證精度；改善和提高加工性能。噴丸的作用：是把金屬毛坯，一般是鑄件或鍛件放入密閉的噴丸室內(nèi)，金屬顆粒（噴丸）在壓力空氣的作用下，撞擊毛坯表面。其作用是去除毛坯表面氧化皮，消除毛坯內(nèi)部應(yīng)力。3.2 汽車發(fā)動機齒輪具體熱處理工藝及分析3.2.1 鍛造造齒輪的

18、毛坯經(jīng)過鍛造后獲得基本的形狀。鍛造是利用鍛壓機械對金屬坯料施加壓力，使其產(chǎn)生塑性變形，已獲得具有一定機械性能、一定形狀和尺寸的鍛件的加工方法。齒輪的鍛造工藝是用棒料鐓經(jīng)切削加工制成的，其纖維組織彎曲呈放射狀，所有齒部的正應(yīng)力都平行于纖維組織的方向，力學(xué)性能得到很大的提高。20crmnti合金鋼的始鍛溫度為1180，中鍛溫度為850，鍛后進行緩慢冷卻。接觸疲勞試樣由棒料，彎曲疲勞試樣從gf齒圈上截取，改鍛成齒輪式樣毛坯。20crmnti合金鋼的終鍛溫度為850，鍛后經(jīng)880920正火（空冷）和650780退火（爐冷）處理。表3 鍛造熱處理溫度始鍛溫度終鍛溫度正火溫度退火溫度11808508809

19、206507803.2.2 正火鍛坯等溫正火是為消除內(nèi)應(yīng)力，改善、細化組織，為后續(xù)加做準備，便于切削加工。正火溫度：正火是將鋼加熱到ac3以上3050,保溫足夠的時間后出爐在空氣中冷卻到室溫。對于一般的齒輪采用正火,正火可以減少碳和其他合金元素的成分偏析;使奧氏體晶粒細化和碳化物的彌散分布,以便在隨后的熱處理中增加碳化物的溶解量。由于正火的冷卻速度較快,獲得細小的片層狀滲碳體珠光體,強度、硬度都較高,力學(xué)性能較好。這里選擇的正火溫度為： 加熱920950。 冷卻方式：空冷，由于正火的冷卻速度較快,獲得細小的片層狀滲碳體珠光體,強度、硬度都較高,力學(xué)性能較好。然而正火工藝是空冷,對于尺寸較大零件

20、,內(nèi)外溫差大冷卻速度不穩(wěn)定,在連續(xù)冷卻時,過冷奧氏體在a1-550溫度范圍內(nèi)分解為珠光體,在550-ms溫度范圍內(nèi),因轉(zhuǎn)變溫度較低轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w組織(即含碳量具有一定過飽和度的鐵素體和分散的滲碳體(或碳化物)的混合物),其特征是過飽和碳的鐵素體中分布粒狀或長條狀的碳化物。鍛造毛坯正火產(chǎn)生的粒狀貝氏體引起硬度增高,導(dǎo)致了齒型加工困難,使刀具早期磨損。對于車輛齒輪或大批量的小型齒輪越來越多采用等溫正火工藝。這樣可以得到很硬的馬氏體組織，從而能夠減少變形和開裂。正火得到的組織：珠光體+少量鐵素體組織。 硬度檢測：在正常情況下，用hrs-150洛氏硬度計測得的硬度值為156207hbs。設(shè)備：rjx-7

21、5-9t/h930950600±1021空冷圖1 20crmnti的正火工藝曲線3.2.3滲碳+淬火滲碳：使機械零件獲得高的表面硬度，耐磨性和高的接觸疲勞強度和彎曲疲勞強度。滲碳溫度：920950，保溫時間按滲碳層深度確定，取t6h，滲碳層深度：1.81.9mm20crmnti滲碳采用井式氣體滲碳爐滲碳，滲碳氣體使用碳氫化合物有機液體，如煤油、丙酮等直接滴入爐內(nèi)氣體而得，為提高滲入速度，是表面達到合適的含碳量，將滲入過程分兩個過程進行，即滲入階段和擴散階段。淬火：20crmnti經(jīng)滲碳后直接進行淬火。齒輪滲碳后可預(yù)冷到870880并保溫一段時間，預(yù)冷過程中滲碳層析出二次滲碳體，深層中

22、殘余奧氏體量減少，預(yù)冷溫度不應(yīng)過低，以免心部游離鐵素體增多，降低心部硬度，預(yù)冷應(yīng)在爐內(nèi)進行，并應(yīng)防止表面脫碳，選擇870，預(yù)冷2h。淬火介質(zhì)選擇10機械油，因為20crmnti淬透性好，油淬臨界直徑do40mm油淬后可減少滲碳層中殘余奧氏體，提高耐磨性和接觸疲勞強度而心部有較高強度和韌性，淬火表面硬度hrc5863,心部hrc3345。設(shè)備：rq3-75-9t。圖2 20crmnti的滲碳工藝曲線3.2.4 低溫回火回火溫度：160180，在這個溫度下，齒輪表面不僅硬而耐磨，同時心部有較好的韌性和塑性。冷卻方式：空冷?；鼗鹪O(shè)備：rj2-75-6回火得到的組織：表層：回火馬氏體+k+ar；芯部：

23、低c-m。硬度檢測：在正常情況下，用hrs-150洛氏硬度計測得的硬度值為5862hrc。180200 2空冷t/h圖3 20crmnti的低溫回火工藝曲線3.2.5 各熱處理工藝后的金相組織分析20crmnti等溫正火后金相組織如下所示： 圖4 100× 圖5 500×浸蝕方法：4%硝酸酒精溶液浸蝕組織說明：均勻細小等軸狀的珠光體和鐵素體組織20crmnti是一種滲碳用鋼，滲碳前一般應(yīng)進行正火處理，以細化晶粒、改善組織分布，為正常滲碳作好組織準備。20crmnti（930滲碳后淬火、回火處理）金相組織如下圖：圖6 100× 圖7 400×浸蝕方法：4%

24、硝酸酒精溶液浸蝕組織說明：圖6：表面滲碳層至心部組織分布形貌，回火溫度較低，表面合金高碳馬氏體區(qū) 較難浸蝕。 圖7：齒的節(jié)圓處滲碳層組織，針狀及隱針狀馬氏體(34級)，殘余奧氏體(8級)，白色小條狀碳化物(45級)。 圖8：齒角處滲碳層組織，基本與節(jié)圓相同，但碳化物趨網(wǎng)狀分布，可評為78級。圖8 400×3.2.6 熱處理工藝過程中可能產(chǎn)生的缺陷及處理措施滲碳淬火后齒輪的檢驗項目、內(nèi)容和要求檢驗項目檢驗內(nèi)容及要求原材料質(zhì)量用試樣檢查 化學(xué)成分低倍組織晶粒度、淬透性、帶狀組織毛坯力學(xué)性能用試樣檢查 檢查布氏硬度，按圖樣檢查b、0.2、ak外觀質(zhì)量用齒輪檢查 滲碳淬火后100檢查表面氧化

25、、裂紋及碰傷滲層深度用試樣檢查 按圖樣要求，從表面測到hv550深度處為有效硬化層深度，顯微檢查滲碳總深度時，碳鋼為過共析共析1/2過渡區(qū)；合金鋼為過共析共析全部過渡區(qū)。過共析共析層應(yīng)占總深度為5070表面硬度用齒輪檢查 按圖樣要求，為hrc5862心部硬度組織用齒輪檢查 按圖樣要求，為hrc3345心部組織 為板條馬氏體少量鐵素體表面碳濃度用試樣檢查 按圖樣要求，為0.751.0表層顯微組織用試樣檢查 按zb/t04 001-1988檢查，細針馬氏體分散細小碳化物少量殘余奧氏體為佳，按標準圖，馬氏體和殘余奧氏體15表面裂紋不允許有裂紋,100磁粉探傷,批量件5件可抽查齒部磁粉探傷模數(shù)/mm

26、缺陷最大尺寸/mm2.5 0.82.58 1.68 2.4 畸變用齒輪檢查 按圖樣和工藝要求檢查滲碳齒輪的常見缺陷及防止措施缺陷名稱產(chǎn)生原因防止措施毛坯硬度偏高正火溫度偏低或保溫時間不足使組織中殘留少量硬度較高（hv250）的魏氏組織，正火溫度超過鋼材晶粒顯著長大的溫度應(yīng)重新制訂正火工藝；檢查控溫儀表，校準溫度，控制正火冷卻速度毛坯硬度偏低正火冷卻過緩重新正火，加強冷卻帶狀偏析鋼材合金元素和雜質(zhì)偏析，一般正火難以消除更換材料層深不足碳勢偏低；溫度偏低或滲期不足提高碳勢；檢查爐溫，調(diào)整工藝，延長滲碳時間滲層過深碳勢過高，滲碳溫度偏高；滲期過長降低碳勢；縮短周期，調(diào)整工藝滲層不均爐內(nèi)各部分溫度不均

27、；碳勢不均；爐氣循環(huán)不佳；工件相互撞碰；齒面有臟物；滲碳時在齒面結(jié)焦齒輪表面清洗干凈；合理設(shè)計夾具；防止齒輪相互碰撞；在齒輪料盤上加導(dǎo)流罩，保證爐內(nèi)各部溫度均勻；嚴格控制滲碳劑中不飽和碳氫化合物過共析共析層比例過大（大于總深度的34）爐氣碳勢過高；強滲和擴散時間的比例選擇不當(dāng)降低碳勢；調(diào)整強滲與擴散期的比例，如果滲層深度允許，可返修進行擴散處理過共析共析層比例過?。ㄐ∮诳偵疃鹊?2）爐氣碳勢過低，強滲時間過短提高爐氣碳勢；增加強滲時間；可在爐氣碳勢較高的爐中補滲表面碳濃度過高形成大塊碳化物網(wǎng)爐氣碳勢過高，強滲時間過長降低碳勢，縮短強滲時間；如果滲層深度允許，可在較低碳勢爐中進行擴散處理；適當(dāng)提

28、高淬火溫度；進行一次滲層的球化退火表面殘留奧氏體過多碳含量過高；滲后冷卻過快，碳量析出不夠，淬火溫度偏高調(diào)整滲碳工藝控制碳含量；從滲碳爐或預(yù)冷爐中出爐的溫度不宜過高；降低淬火溫度表面含碳量過低爐氣碳勢過低，爐溫偏高；擴散時間過長提高碳勢；檢查爐溫，調(diào)整強滲與擴散時間的比例表層馬氏體針粗大淬火溫度偏高降低淬火溫度表層出現(xiàn)非馬氏體組織升溫排氣不充分；爐子密封性差，漏氣，使表層合金元素氧化，淬火冷卻速度低從設(shè)備和工藝操作上減少空氣進入爐內(nèi)；適當(dāng)提高淬火冷卻速度；在滲碳最后10min左右通入適量氨氣表層脫碳滲后出爐溫度過高；爐子出現(xiàn)嚴重漏氣；淬火時產(chǎn)生氧化防止爐子漏氣；降低出爐溫度；控制淬火時爐內(nèi)氣氛

29、；鹽爐淬火脫氧要充分；補滲碳心部硬度偏低淬火溫度過低；冷卻速度不當(dāng)，心部游離鐵素體過多；選材不當(dāng)提高淬火溫度；加強淬火冷卻；采用兩次淬火；更換材料畸變淬火溫度偏高；冷卻方法不當(dāng)；夾具設(shè)計不合理，材料選擇不當(dāng)調(diào)整淬火工藝，合理設(shè)計夾具，改善冷卻條件，改換鋼材4汽車發(fā)動機齒輪使用過程中可能出現(xiàn)的失效方式及預(yù)防措施（1）疲勞斷裂齒輪在交變應(yīng)力和摩擦力的長期作用下，導(dǎo)致齒輪點面接疲勞斷裂。其產(chǎn)生是由于當(dāng)齒輪受到彎曲應(yīng)力超過其持久極限就出現(xiàn)疲勞破壞而超過材料抗彎強度時，就造成斷裂失效；處理措施：直接更換零件。（2）表面損傷點蝕：是閉式齒輪傳動中最常見的損壞形式，點蝕進一步發(fā)展，表現(xiàn)為蝕坑至斷裂;硬化層剝

30、落：由于硬化層以下的過渡區(qū)金屬在高接觸應(yīng)力作用下產(chǎn)生塑性變形，使表面壓應(yīng)力降低，形成裂紋造成碳化層剝落；預(yù)防措施是適當(dāng)提高齒面硬度和光潔度，大小齒輪應(yīng)采取不同鋼種，低速傳動采用粘度大的潤滑油，高速轉(zhuǎn)動時，設(shè)法降低油溫，并采用活化性潤滑油，設(shè)計上采取措施提高制造精度和裝配質(zhì)量。（3）磨損失效摩擦磨損：汽車、拖拉機上變速齒輪屬于主載荷齒輪，受力比較大，摩擦產(chǎn)生熱量較大，齒面因軟化而造成塑性變形，在齒輪運轉(zhuǎn)時粘結(jié)而后又被撕裂，造成齒面摩擦磨損失效；預(yù)防措施是在相同油膜溫度和壓力下，保證油的高粘度。避免在低速、重載、極端溫度、相對比較粗糙不規(guī)則的表面、供油不足和油粘度太低的情況下使用。磨粒磨損：外來質(zhì)

31、點進入相互嚙合的齒面間，使齒面產(chǎn)生機械擦傷和磨損，比正常磨損的速度來得更快。預(yù)防措施是保證潤滑油的清潔度，并且避免外來顆粒的影響。另外，齒輪除上述失效形式外，還有在換檔時，齒端相互撞擊，而造成的齒端磨損，或因換檔過猛或過載造成斷裂以及齒面塑性變形，崩角等失效形式；應(yīng)對措施：預(yù)防措施是適當(dāng)提高齒輪的模數(shù)，且重合度大于2，對防止斷齒較有利，控制齒寬，采用大尺寸倒角，并對齒端銳角齒面進行修磨。5 心得體會通過分析可知，20crmnti鋼經(jīng)淬火低溫回火或高溫回火后都具有良好的綜合力學(xué)性能，鋼的低溫韌性好，缺口敏感性小，切削加工性能良好。目前導(dǎo)致模具損壞的因素很多，但主要的還是鍛造工藝或熱處理工藝不盡合

32、理而造成的。零件的綜合性能處理與組成其本身的元素基體外，最主要的影響因素是熱處理工藝。通過良好的熱加工工藝，可以有效的將合金材料的綜合性能提高。從而使零件的壽命得以延長，從而獲得更好的效益。通過對汽車發(fā)動機齒輪的工藝設(shè)計，綜合了材料科學(xué)基礎(chǔ)、金屬熱處理工藝學(xué)、失效分析、金屬力學(xué)性能等知識。更重要的是使我懂得了運用知識的重要性和理論聯(lián)系實際的妙處。經(jīng)過這次課程設(shè)計，我學(xué)到了不少的東西，同時也發(fā)現(xiàn)了不少的問題。主要的問題就是找來工具書以后，不知道怎樣找到自己所需要的內(nèi)容，同時在對知識的匯總時，總覺得自己有些混亂，不知道從何處下手。其實有問題并不可怕，只要找到解決的方法，就能不斷地提高自己。最終，在

33、老師的指導(dǎo)下，我也算是順利的完成了這次課程設(shè)計。我還發(fā)現(xiàn)，課程設(shè)計中細節(jié)問題還真是不少，尤其是課程設(shè)計報告的格式問題讓我覺得有些不習(xí)慣，但老師著重強調(diào)這個問題，也是讓我們關(guān)注細節(jié)，也是讓我們?yōu)楫厴I(yè)設(shè)計做準備。 最后，我還要感謝老師的細心指導(dǎo)和幫助，使我解決了一個個困惑，讓我在知識和能力方面都有不少的提升，為我以后的學(xué)習(xí)生活打下了很好的基礎(chǔ)。6 參考文獻1雷廷權(quán)，傅家騏.金屬熱處理工藝方法500種m.北京：機械工業(yè)出版社，2004.2林約利，程芝蘇.簡明金屬熱處理工手冊m.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2003.3陳南平，顧守仁，沈萬慈等.機械零件失效分析m.北京：清華大學(xué)出版社，1988.4趙程，楊建民.機械工程材料m.北京：機械工業(yè)出版社，2003.5王忠誠，王東.熱處理常見缺陷分析與對策m.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012.6中國機械工程學(xué)會熱處理分會.熱處理工程師手冊m.北京：機械工業(yè)出版社，2003.7