20Cr2Ni4A钢齿轮的热处理Word下载.docx
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研究了20Cr2Ni4A钢齿轮的热处理过程及其变形规律,并对齿轮使用后的磨损情况进行了检测。
关键词:
20Cr2Ni4A;
齿轮;
热处理;
变形量
中图分类号:
TG162173 文献标识码:
B 文章编号:
1008-8725（200003-0006-02
0 前言
EBJ-160型重型掘进机重要机构上使用的齿
轮,设计材料均为20Cr2Ni4A。
该材料属高淬透性渗碳钢,其工艺复杂,热处理难度大,且在佳木斯煤机厂首次应用,可供参考的资料很少。
对此,进行了小批量试制,对这种材料齿轮进行了热处理工艺试验,找出该种材料齿轮的合理热处理工艺及其热处理变形规律。
1 ℃h,650℃、5h加工,内孔预留加工余量。
渗碳温度选定930℃,渗碳7h后炉冷,860℃出炉空冷。
渗层深112mm,碳化物级别符合要求。
此时,表层组织为马氏体和大量残余奥氏体。
对这种组织不能直接重新加热淬火,否则容易恢复渗碳时所形成的较粗大的奥氏体晶粒,即生成二次织构。
因此在淬火加热之前,需先进行一次高温回火,使马氏体和残余奥氏体分解为回火索氏体,降低基体中碳、铬的含量。
这样重新加热淬火时,由于奥氏体中熔入的碳和铬等元素的含量减少,淬火后不仅残余奥氏体量减少,马氏体也较细小。
但渗碳后实测齿轮硬度即达HRC40,所以渗碳后增加了一道正火工序,然后再进行高温回火（650℃、6h。
此时原定工艺路线为车去内孔渗碳层,然后淬火,再拉内花键。
但该钢Ac3为780℃,在810℃淬火后。
即使车去渗碳层,内孔仍可以淬硬。
试制一件,拉内花键时,果然由于硬度过高拉不动。
鉴于这
种情况,改变工艺路线为插单、双键和拉内花键在淬
火之前进行。
由于20Cr2Ni4A的临界点Ac1与Ac3之间的温度范围较窄,有利于一次淬火,这样既可保证心部实现完全淬火,又可使渗碳层淬火温度不致过高。
淬火后低温回火,表面硬度平均HRC60左右,心部硬度HRC42。
确定了钢齿轮的热
[1]1图1
为确保内孔所留加工余量准确合理,对部分齿
轮渗碳前后及淬回火后的关键尺寸进行了跟踪记录,测量情况见表1。
表1 热处理变形测量
名 称
项 目
外 径
内 径
公法线
键 宽
键 深
H0101-4渗碳前
21812571174691681210382110斜齿轮渗碳后
21811671163691701210482110（Ⅱ淬回火后218135721169182312110
82153
H010401-5渗碳前1911408413069197行星轮渗碳后
1911408412470100淬回火后
191150
84165
70107
从上述情况看,外径、公法线、键宽的尺寸经热处理后变化不大,而内孔及键深尺寸变化较大,经淬
（下转第15页
第19卷第3期2000年6月 煤 炭 技 术CoalTechnology
Vol119,No13
June.,2000
N总=
953
×
2500=15106×
107（s
N总
=7
3600×
8×
22×
12
=1918（y（2滚轮轴
P=9919%,S1=140MPa,N1=7、10
4
其疲劳的安全寿命计算如下:
N总=4201752×
10
-3=31456×
106（次N总
=1182×
107
（s
N总=21395（y
4 结论
根据测试结果分析,测试数据的线性和重复性
均好。
为此,实验数据是可靠的。
经过主要构件的疲劳安全寿命估算,可看出整个清淤机的结构设计是合理的,保证了主要构件的强度要求,主要构件的
使用寿命超过设计要求。
因此,SLQ-40型两栖清淤机能满足设计要求。
图1 测点位置及布片图
图2
σ-sceAnalysisonelectricstressofSLQ-40（11Jixi,China;
Factory,Jixi158100,China
Abstract:
work,thestressstrengthandworklifeofmainpartsareintroduced.Keywords:
;
mudcleaningmachine;
strain（上接第6页
火后内孔及键深的尺寸都增大了,这是热应力和组
织应力综合作用的结果。
上述跟踪测量的结果,可作为机加时内孔预留余量的参考,避免了加工时预留量的不准确。
表2 齿轮使用500h后磨损情况
名称
模数齿数跨测齿数公法线长
/mm
磨损500h后公法线长
H0104-2
中心轮820361194-01131
-0116961172H010402-6行星轮
8193611938-01192
-0122961170H0103-2
斜齿轮（Ⅰ5294531863-01115
-0114853170H0101-4斜齿轮（Ⅱ5
41
5
691534-01115
-01148
69141
2 试验结果
EBJ-160掘进机样机经过井下工业性试验,部
分齿轮使用500h后磨损情况测量见表2。
从表2
可看出使用500h后,部分齿轮公法线长甚至还未超过其公差范围。
各部分使用的齿轮是经受得住考验的。
同时,减速器台架试验结果也令人满意[2]。
3 结论
通过齿轮试样的试制,确定了20Cr2Ni4A钢齿轮的热处理工艺及工序安排。
实践证明,对20Cr2Ni4A这种材料的齿轮所采取的热处理工艺及工序安排是合理的。
参考资料:
[1] 金属材料学〔M〕1西安:
陕西教育出版社,19891[2] 金属热加工原理〔M〕1西安:
陕西教育出版社,19911
Heattreatmentof20Cr2Ni4Asteelgear
LIUYu-rong1, LIZuo-min1, RENZhong-hua1, GUOQiu-yan2
（11JiamusiCoalMineMachineryFactory,Jiamusi154002,China;
21ShenyangCoalMineConstructionMachineryFactory,Shenyang110121,China
Theheattreatmentprocessandform-changedruleof20Cr2Ni4Asteelgearareresearched,andthewear
stateafterusingwasdetected.Keywords:
20Cr2Ni4A;
gear;
heattreatment
・51・第3期 刘 辉等:
SLQ-40型两栖清淤机电测应力分析
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