本书在简要介绍齿轮零件的服役条件、失效分析、性能要求，以及齿轮热处理基础知识的基础上，按照齿轮产品的使用场合，分类而且重点以实例分析为主介绍了齿轮的失效分析、选材和热处理特点等。全书以实例分析为主，突出齿轮零件的失效分析与热处理特点，取材力求新颖、务实，能反映当前工业生产实际，编写力求通俗易懂、理论联系实际，图文并茂，深入浅出，简明实用，以满足广大机械工业生产一线的科技工作者、技术工人和管理人员的迫切需要。同时，本书也可供机械、材料类专业的工程专业院校的师生参考。

齐宝森、于新友等编著的《齿轮热处理200例》共分为7章。第1章齿轮热处理概述，从齿轮零件的服役条件、失效分析、性能要求入手，概述了齿轮零件的选材、各种热处理的特点及应用实例，还突出介绍了热处理新技术、新工艺的特点及应用等。第2～7章则按照齿轮产品的使用场合，以实例分析为依托，分门别类地介绍了机床齿轮、车辆（包括汽车、拖拉机和摩托车）和工程机械（包括工程机械和农业机械）齿轮、能源（包括风电、火电和核电设备齿轮）和航空齿轮、轨道交通（包括电力、蒸汽机车、轨道车等）装备齿轮及冶金、矿山（煤矿和其他矿山设备）、石油化工机械和建材设备齿轮与船舶和海洋工程装备齿轮的失效分析、热处理工艺特点以及如何防止变形开裂等。

1 齿轮热处理概述

1��1齿轮的服役条件、失效形式与性能要求1

1��1��1服役条件分析1

1��1��2齿轮常见的失效形式2

1��1��3失效类型和原因的统计分析3

1��1��4齿轮失效分析的方法4

1��1��5主要性能要求5

1��1��6齿轮失效分析典型案例6

[实例1]某45钢齿坯裂纹分析6

[实例2]某主减速器齿轮轮齿断裂的失效分析7

[实例3]某产品高低机和方向机主齿轮塌齿(严重变形)的

失效分析9

[实例4]SCM420H曲轴齿轮的失效分析10

[实例5]40Cr齿轮断齿失效分析13

1��2齿轮用材的合理选择15

1��2��1对齿轮用钢的要求15

1��2��2齿轮常用钢材的选择17

1��2��3齿轮用铸铁20

1��2��4齿轮用有色金属合金21

1��2��5粉末冶金齿轮21

1��2��6齿轮用非金属材料22

1��2��7齿轮合理用材典型案例22

[实例6]X53T铣床、T618镗床主传动箱齿轮的选材分析22

[实例7]载货汽车变速器齿轮材料的合理选用22

[实例8]重载齿轮的结构设计与热处理分析24

[实例9]材料选择不合理而造成的40Cr钢制齿轮崩齿25

1��3齿轮热处理零件的结构工艺性与加工工艺流程26

1��3��1齿轮热处理零件的结构工艺性26

1��3��2齿轮的热处理与其他机械加工工艺的相互配合28

1��3��3齿轮零件的机械加工工艺流程安排30

1��3��4齿轮热处理零件的结构工艺性案例分析31

[实例10]某减速器齿轮结构在热处理中的工艺性分析31

[实例11]20CrMnTi齿轮轴热处理与切削加工性的关系32

1��4齿轮零件预备热处理工艺34

1��4��1齿轮零件的预备热处理工艺特点34

1��4��2齿轮坯料预备热处理工艺案例38

[实例12]变速箱齿轮锻件正火预备热处理工艺38

[实例13]转向器齿轮冷挤压锻件几种预备热处理工艺

比较39

[实例14]一汽大众250变速箱齿轮等温正火预备热处理

工艺40

[实例15]轿车变速箱齿轮锻件等温正火预备热处理工艺44

1��5齿轮最终热处理工艺特点及应用案例45

1��5��1齿轮的调质及其应用案例45

[实例16]45钢齿轮的调质最终热处理工艺方案47

[实例17]液力偶合器泵轮30CrMoV9的调质最终热处理50

[实例18]低合金铸钢大齿轮粗机械加工后的调质处理工艺

特点51

[实例19]改进型42CrMo4V大型齿轮锻坯的热处理工艺

特点52

1��5��2齿轮的淬火 低温回火及其应用案例54

[实例20]基于工装保护内孔弧齿圆锥齿轮最终热处理新

工艺55

1��5��3齿轮的表面淬火强化及其应用案例56

[实例21]40Cr圆柱直齿轮的高频淬火表面强化65

[实例22]40Cr双联齿轮和锥齿轮的高频淬火表面强化67

1��5��4齿轮的渗碳和碳氮共渗表面强化69

[实例23]20CrMnTi锥齿轮的渗碳热处理强化81

[实例24]一种减少20CrMnTi大弧齿锥齿轮渗碳淬火变形的

方法83

1��5��5齿轮的渗氮和氮碳共渗及应用案例84

[实例25]38CrMoAl齿轮的气体渗氮表面强化94

[实例26]42CrMo行星大齿圈的渗氮与离子渗氮热处理

工艺95

[实例27]柴油机小齿轮的气体氮碳共渗热处理工艺96

2 机床齿轮的热处理强化

2��1机床齿轮材料及热处理概述99

2��1��1机床齿轮的服役条件、失效形式与性能要求99

2��1��2机床齿轮材料的选用99

2��1��3机床齿轮的热处理101

2��1��4典型机床齿轮的机械加工工艺流程与加工余量107

2��2一般机床齿轮的热处理强化典型案例108

2��2��1齿轮的感应淬火强化及减少变形开裂措施案例分析108

[实例28]某车床主轴箱齿轮的高频感应淬火热处理强化108

[实例29]C616车床变速箱传动齿轮的高频感应淬火表面

强化110

[实例30]C630车床主轴箱齿轮高频淬火后的变形规律112

[实例31]减小C616车床齿轮高频淬火内孔变形的方法112

[实例32]铣床6036齿轮轴断裂的失效分析及改进方法114

[实例33]某机床主轴箱花键齿轮的感应淬火表面强化

工艺115

[实例34]大模数齿轮、齿条单齿中频淬火质量改进117

[实例35]42CrMo端齿盘的超音频感应淬火表面强化118

[实例36]45钢薄壁齿轮的超音频感应淬火表面强化120

2��2��2齿轮火焰淬火热处理表面强化典型案例分析121

[实例37]大型立车齿圈单齿火焰淬火热处理工艺的优化121

2��2��3齿轮调质热处理强化典型案例分析122

[实例38]某加工机床齿条的调质热处理强化122

2��3机床齿轮的渗氮化学热处理强化典型案例123

2��3��1渗氮与离子渗氮齿轮的热处理表面强化实例分析123

[实例39]LC280A车床某薄片齿轮的气体渗氮热处理表面

强化123

[实例40]车床变速箱拨叉齿轮的气体渗氮工艺124

[实例41]车铣床主轴箱齿轮轴及小齿轮的气体渗氮工艺126

[实例42]控制薄壁齿轮轴气体渗氮变形128

[实例43]38CrMoAl齿轮轴的离子渗氮化学热处理表面

强化129

[实例44]38CrMoAlA渗氮钢端齿盘的离子渗氮化学热处理

强化131

[实例45]38CrMoAl机床齿轮离子渗氮的畸变控制132

[实例46]40Cr高速中载机床变速箱齿轮的复合热处理工艺

研究134

2��3��2齿轮的氮碳共渗热处理表面强化典型案例分析135

[实例47]45钢机床齿条的氮碳共渗表面强化135

2��3��3高精度数控机床齿轮的真空热处理强化136

[实例48]高精度数控铣床齿轮的微变形真空热处理136

2��4特定工况机床齿轮的热处理强化典型案例138

2��4��1齿轮的渗碳化学热处理表面强化典型案例分析138

[实例49]铣床传动机构弧齿锥齿轮的渗碳化学热处理表面

强化138

[实例50]渗碳钢端齿盘的渗碳化学热处理表面强化140

[实例51]数控铣床螺旋锥齿轮渗碳淬火的变形研究142

[实例52]控制带有内花键的花键轴渗碳淬火变形的工艺

措施144

[实例53]万能分度头蜗杆的气体渗碳化学热处理表面

强化146

2��4��2齿轮的碳氮共渗热处理表面强化典型案例分析148

[实例54]机床分度头蜗杆的稀土碳氮共渗表面强化148

3 车辆齿轮的热处理强化

3��1车辆齿轮材料及其热处理概述154

3��1��1车辆齿轮的服役条件、失效形式与性能要求154

3��1��2车辆齿轮钢材料154

3��1��3车辆齿轮的热处理工艺156

3��1��4典型车辆齿轮的机械加工工艺流程160

3��2汽车齿轮及其热处理强化实例分析160

3��2��1汽车变速箱类齿轮热处理强化实例分析160

[实例55]汽车变速箱齿轮的渗碳化学热处理表面强化160

[实例56]载重汽车变速箱第二轴倒挡齿轮的滴注式气体渗碳

表面强化161

[实例57]JN��150型载重汽车变速箱二轴齿轮的渗碳淬火

表面强化164

[实例58]某汽车变速器一挡从动齿轮最终热处理工艺的

改进165

[实例59]20CrMnTi同步器齿环的稀土渗碳热处理工艺优化167

[实例60]别克轿车变速器主减速太阳轮轴的低压真空渗碳

表面强化169

[实例61]SAE8620RH解放牌汽车变速器三速齿轮的渗碳

工艺171

[实例62]汽车变速器主动轴五挡齿轮渗碳淬火热变形的

控制176

[实例63]19MnCr5G轿车变速箱齿套的碳氮共渗及压淬

关键技术177

[实例64]20CrMnTi汽车变速齿轮碳氮共渗黑色组织的分析

及预防180

[实例65]40Cr变速器内齿圈的氮碳共渗182

[实例66]20CrMo汽车变速箱齿轮轴的氮碳共渗复合热处理

表面强化185

3��2��2汽车驱动桥类齿轮热处理强化实例分析187

[实例67]20CrMnTiH汽车后桥从动锥齿轮的稀土快速渗碳

工艺187

[实例68]20CrMnTi从动螺旋锥齿轮的BH催渗渗碳热处理表面强化190

[实例69]20CrMnTi STR主动锥齿轮的渗碳淬火热处理工艺

改进194

[实例70]提高20CrMnTiH汽车后桥从动锥齿轮渗碳压淬合格

率的措施196

[实例71]20CrMoH汽车后桥从动齿轮断齿和齿面损伤的失效

分析201

[实例72]20CrMnTiH载重汽车后桥圆锥齿轮失效分析及改进

措施203

[实例73]SAE8822H重型卡车车桥大直径盘式锥齿轮渗碳淬火

畸变的控制207

[实例74]8620H轻型车从动锥齿轮渗碳淬火平面度变形控制

的试验209

[实例75]汽车后桥螺旋锥齿轮热处理变形的影响因素与

控制213

[实例76]20CrMnTi汽车后桥被动锥齿轮渗碳淬火变形的

研究215

[实例77]20CrMnTi汽车后桥被动齿轮碳氮共渗热处理变形

的预防措施216

[实例78]20CrMnTi汽车主减速器主、从动齿轮的热处理

工艺218

[实例79]22CrMoH重载汽车主减速器大模数齿轮渗碳淬

火的致裂因素220

3��2��3其他类型汽车齿轮热处理强化实例分析223

[实例80]20CrMnTi渗碳淬火大模数齿轮磨削裂纹原因223

[实例81]渗碳淬火齿轮磨削烧伤成因分析及改善措施225

[实例82]8620RH汽车太阳轮热处理工艺探讨227

[实例83]20CrMnTi重载汽车内齿圈碳氮共渗和淬火变形的

控制229

[实例84]20CrMnTiH汽车行星和半轴齿轮热处理工艺的

改进231

[实例85]42CrMo钢制Y10T输出齿轮轴的感应淬火表面

强化234

[实例86]27MnCr5轿车发动机曲轴平衡箱小齿轮的离子渗氮

表面强化236

[实例87]40Cr高速柴油机凸轮轴双联齿轮的盐浴氮碳共渗

表面强化239

3��3拖拉机、农业机械与摩托车齿轮的热处理强化实例分析241

3��3��1拖拉机变速箱齿轮的失效分析与热处理强化典型

案例242

[实例88]20CrMnTi拖拉机主动弧齿锥齿轮的早期磨

损失效分析242

[实例89]18CrMnTi拖拉机二轴齿轮接触疲劳损坏的研究244

[实例90]20CrMnTi拖拉机变速箱齿轮的预氧化低温气体

渗碳247

[实例91]20CrMnTi拖拉机变速箱二轴齿轮的热处理工艺

改进249

[实例92]20Cr小四轮拖拉机变速箱齿轮的热处理工艺

研究252

3��3��2拖拉机其他类型齿轮的失效分析与热处理强化典型

案例254

[实例93]20CrMnTi拖拉机主减速器齿轮的失效分析254

[实例94]奥贝球铁拖拉机最终传动从动齿轮的热处理

工艺优化256

[实例95]45钢拖拉机发动机飞轮齿圈的中频淬火表面强化260

3��3��3农业机械类齿轮的热处理强化实例分析261

[实例96]20CrMnTiH农用三轮车变速箱四轮曲轴齿轮

断裂的失效分析261

[实例97]20CrMnTi耕整机变速箱三轴离合齿轮的热

处理工艺264

3��3��4摩托车齿轮的热处理强化实例分析265

[实例98]125摩托车齿轮的气体碳氮共渗工艺265

[实例99]125摩托车主轴五挡齿轮点蚀磨损的改善267

[实例100]提高BEST110型摩托车发动机离合器齿轮

精度的措施269

[实例101]40Cr摩托车主驱动齿轮的低真空变压氮碳共渗272

3��4工程机械传动齿轮的热处理强化实例分析275

3��4��1驱动桥类齿轮的热处理强化实例分析275

[实例102]20CrMnTi装载机驱动桥主动锥齿轮的失效分析275

[实例103]振动压路机驱动桥弧齿准双曲面齿轮的失效分析279

[实例104]水泥搅拌车底盘驱动桥主动锥齿轮加工工艺设计282

[实例105]20CrMoH3工程车辆轮边减速器内齿圈的渗

碳淬火变形控制283

[实例106]S48CV大功率推土机齿轮感应淬火裂纹的探讨286

3��4��2变速器及其他类型齿轮的热处理强化实例分析289

[实例107]20CrMo起重机械变速箱用斜齿轮的热处理工艺

研究289

[实例108]20CrMnTi叉车变速箱输入齿轮的热处理强化291

[实例109]工程机械提梁机发动机中间齿轮的失效分析294

[实例110]搅拌系列减速机螺旋锥齿从动轮的渗碳淬火

畸变及控制297

[实例111]大型养路机械车轴齿轮箱用带内花键双联齿轮

的优化设计299

[实例112]8620RH大型机械齿轮轴的热处理工艺优化302

[实例113]SCSiMn2H钢挖掘机链轮的中频淬火表面强化304

4 能源与航空装备类齿轮的热处理强化

4��1风电齿轮用材及其热处理强化概述308

4��1��1风电齿轮的服役条件、失效形式与性能要求308

4��1��2风电齿轮箱齿轮用钢309

4��1��3风电齿轮的热处理工艺310

4��1��4风电齿轮热处理畸变及其控制311

4��1��5典型风电齿轮的机械加工工艺流程312

4��2风电齿轮的热处理强化实例分析312

4��2��1风电齿轮箱齿轮的热处理强化实例分析312

[实例114]18CrNiMo7��6大功率风电齿轮箱增速齿轮断裂

分析312

[实例115]风电齿轮箱二级传动结构某齿轮断齿的失效

分析314

[实例116]42CrMoA 2MW风电齿轮箱内齿圈的热处理

工艺改进317

[实例117]消除风电增速箱行星齿轮内孔磨削烧伤的

工艺改进318

[实例118]风电系统中加速器齿轮的微动磨损失效分析320

[实例119]风电齿轮齿面的微点蚀现象及其重要性321

4��2��2风电齿轮箱齿轮轴、偏航减速器齿轮的热处理强化实例

分析324

[实例120]42CrMo风电机组偏航减速器小齿断裂的失效

分析324

[实例121]42CrMo偏航齿圈的离子渗氮表面强化327

[实例122]20CrMnTi风电齿轮轴带状组织的消除及工艺

改进329

4��3火电与核电设备齿轮的热处理强化实例分析331

4��3��1火电设备齿轮的热处理强化实例分析331

[实例123]VH2��280减速器第二级小齿轮的失效分析及

改进331

[实例124]17Cr2Ni2MoA主汽轮机减速器齿轮渗碳淬火变形

的控制333

[实例125]45CrNiMoVA燃气轮机减速箱齿轮的断齿失效

分析335

4��3��2核电设备齿轮的热处理强化实例分析338

[实例126]压水堆核电站循环冷却水泵行星减速器齿轮的选材

与热处理338

[实例127]大亚湾核电站循环冷却水泵减速齿轮的失效分析

与改进341

4��4航空齿轮用材及其热处理强化概述342

4��4��1航空齿轮的服役条件、失效形式与性能要求342

4��4��2高性能的航空齿轮钢342

4��4��3航空齿轮钢的热处理工艺344

4��4��4典型航空齿轮零件的机械加工工艺流程344

4��4��5常见航空齿轮热处理缺陷及预防补救措施345

4��4��6航空齿轮热处理强化实例分析345

[实例128]12Cr2Ni4A某型号发动机锥齿轮的断齿失效

分析345

[实例129]9310钢某型飞机主减速器太阳轮轮齿表面损伤

失效分析348

[实例130]16Ni3CrMoE发动机尾减输入齿轮的疲劳失效

分析351

[实例131]18CrMnTi航空发动机HK�并蟪萋值奈⒘盐品治黾�

消除措施355

[实例132]16CrNi4MoA环形齿轮渗碳淬火畸变的控制357

[实例133]12Cr2Ni4A传动齿轮在碳氮共渗和淬火中的畸变

控制360

[实例134]20CrMo主减齿轮的渗碳淬火畸变控制362

[实例135]30Cr3MoA航空发动机转子组件内花键的离子渗

氮表面强化364

5 轨道交通装备齿轮及其热处理强化

5��1牵引齿轮――现代轨道交通机车的纤绳367

5��1��1机车牵引齿轮的服役条件、失效形式与性能要求367

5��1��2机车牵引齿轮的材料选用368

5��1��3机车牵引齿轮的热处理工艺370

5��2轨道交通机车牵引齿轮的热处理强化典型案例371

5��2��1机车牵引齿轮的失效实例分析371

[实析136]20CrMnMoA薄壁牵引主动齿轮的失效分析及

工艺改进371

[实例137]20CrMnMoA内燃机车牵引主动齿轮断裂失效

原因分析374

[实例138]SDD8型机车用牵引主动齿轮的合理设计376

[实例139]SS4G型机车从动齿轮的齿根惯性裂纹

失效分析381

5��2��2机车牵引齿轮的热处理强化实例分析384

[实例140]18CrNiMo7��6机车牵引主动齿轮的渗碳热处理

强化384

[实例141]机车牵引齿轮的直接淬火热处理工艺试验研究387

[实例142]18CrNiMo7��6重载机车齿轮的喷丸工艺参数

选择390

[实例143]机车牵引齿轮的热处理工艺392

5��3轨道交通机车其他齿轮的热处理强化典型案例395

5��3��1轨道交通机车其他齿轮的失效案例分析395

[实例144]42CrMo机车从动齿轮的断裂失效分析395

[实例145]20CrMnTi重型机车齿轮的失效分析及工艺

改进397

5��3��2轨道交通机车其他齿轮的热处理强化实例分析398

[实例146]稀土渗碳工艺在机车齿轮上的应用398

[实例147]东风机车大直径重载齿轮的渗碳淬火变形

有效控制400

[实例148]淬火温度对20CrMnTi渗碳钢组织及性能的

影响402

[实例149]渗碳齿轮的盐浴淬火热处理强化405

[实例150]20CrMnTi内燃机车柴油机齿轮的碳氮共渗热

处理强化409

[实例151]东风11准高速内燃机车变速箱齿轮的气体碳氮

共渗表面强化412

6 冶金、矿山、石油化工及建材设备齿轮的热处理强化

6��1冶金机械类齿轮及其热处理强化实例分析415

6��1��1概述415

6��1��2冶金机械齿轮的失效分析典型案例416

[实例152]20CrMnMoA轧钢机重载齿轮的断裂失效分析416

[实例153]惯量齿轮驱动装置传动齿轮的损伤失效分析及

改进418

[实例154]17Cr2Ni2Mo热连轧机齿轮轴的断裂失效分析421

[实例155]ZG35CrMo大型感应淬火铸钢齿轮的异常断裂

失效分析424

[实例156]斗轮取料机用减速器末级大齿轮的失效分析及

国产化427

6��1��3冶金机械齿轮的热处理强化实例分析431

[实例157]20CrNi2MoA大型齿圈的热处理工艺及畸变

控制431

[实例158]20CrMnMo大齿宽双联齿圈的热处理渗碳淬

火畸变控制434

[实例159]17Cr2Ni2Mo大模数齿轮轴的渗碳淬火热处理工艺

优化435

[实例160]650轧钢机大型锥齿轮轴锻件的热处理工艺437

[实例161]65t转炉倾动减速机大齿轮的热处理、焊接及机械

加工工艺研究439

6��2矿山机械设备齿轮及其热处理概述442

6��2��1矿山机械设备齿轮的工作条件、失效形式及性能要求442

6��2��2矿山机械设备齿轮的选材445

6��2��3矿山机械设备齿轮的热处理特点446

6��3矿山机械设备齿轮及其热处理实例分析448

6��3��1煤矿机械齿轮的失效分析典型案例448

[实例162]42CrMo单驱动辊式破碎机传动齿轮的失效

分析448

[实例163]18Cr2Ni4WA采煤掘进机渗碳齿轮轴的纵裂

失效分析450

[实例164]17Cr2Ni2Mo采煤机行走轮的失效与热处理

强化452

6��3��2煤矿机械齿轮的热处理强化实例分析454

[实例165]采掘机械重载齿轮钢15CrNi3MoA的热处理

工艺454

[实例166]18Cr2Ni4WA采煤机齿轮的复合等温淬火

工艺456

[实例167]采煤机焊接齿轮的热处理工艺研究458

[实例168]40t刮板运输机齿轮的微氮中温气体渗碳

热处理研究459

[实例169]20Cr2Ni4A采煤机双联齿轮的真空离子碳

氮共渗表面强化462

6��3��3矿山机械齿轮的失效分析典型案例464

[实例170]挖掘卷扬机减速器行星齿轮的破碎失效分析464

[实例171]矿井提升绞车减速器二级齿轮的早期开裂

失效分析467

6��3��4矿山采掘机械齿轮的热处理强化实例分析469

[实例172]20CrNi2MoA矿采机械重载齿轮的渗碳热处理

强化469

[实例173]矿山机械大型齿轮的热处理工艺改进472

[实例174]20CrMnTi双联齿轮的碳氮共渗热处理强化473

[实例175]35CrMoVA掘进机大模数重载齿轮的表面

热处理强化474

[实例176]ZG42CrMo大型球磨机大齿轮的热处理工艺475

[实例177]矿山机械磨机大模数开式齿轮的热处理技术改造478

6��4石油、化工机械齿轮及其热处理强化实例分析480

6��4��1石油机械齿轮的失效分析典型案例480

[实例178]抽油机减速器人字齿轮的失效分析480

[实例179]变速器齿轮故障(失效)的频谱分析诊断481

6��4��2石油机械齿轮的热处理强化实例分析484

[实例180]20CrMnTi油田柱塞泵减速箱齿轮的热处理

工艺改进484

[实例181]42CrMo石油钻机弧齿锥齿轮的渗氮热处理

工艺优化485

[实例182]钻井泵小齿轮轴的选材与加工487

6��4��3化工机械齿轮的失效分析及热处理强化实例分析489

[实例183]搅拌器减速机齿轮轴和齿轮的断裂失效分析489

[实例184]离心设备用ZG80行星齿轮箱的失效分析492

[实例185]大型减速器齿轮断裂失效分析及改进措施494

[实例186]螺杆压缩机同步齿轮的失效分析及改进设计496

[实例187]34CrNi3Mo主风机高速双圆弧齿轮的深层离子渗氮

强化498

6��5建材设备齿轮及其热处理强化实例分析500

6��5��1建材设备齿轮的失效分析典型案例500

[实例188]KMPS675立磨减速机齿轮断齿的失效分析及预防

措施500

[实例189]YT10液压振动压路机驱动桥弧齿准双曲面齿轮的

失效分析504

6��5��2建材设备齿轮的热处理强化实例分析507

[实例190]ZG35CrMo水泥机械剖分式特大型齿轮的加工防

变形措施507

[实例191]ZG35CrMo回转窑大齿圈变形的热校正508

7 船舶与海洋工程装备齿轮的热处理强化

7��1船舶装备用高速齿轮的热处理强化实例分析510

7��1��1船舶装备用高速齿轮的失效分析典型案例510

[实例192]20CrMnMo船用输出渗碳重载齿轮的表面裂纹

失效分析510

7��1��2船舶装备用高速齿轮的热处理强化实例分析513

[实例193]二次正火法在20CrMnMo齿轮轴晶粒细化中的

应用513

[实例194]舰船齿轮的渗碳变形及其控制514

[实例195]20CrMnMo重载齿轮的高效节能渗碳复合热处理

工艺517

[实例196]G42CrMo4升船机驱动机构大型齿条的中频感应

淬火强化520

[实例197]42CrMo船舶起重机浮吊传动件齿条的热处理变形

防止措施522

[实例198]MWM系列高速柴油机凸轮轴齿轮的氮碳共渗

热处理强化523

7��2海洋工程装备齿轮的热处理强化实例分析526

[实例199]自升式平台升降系统齿轮的失效分析526

[实例200]34CrNi1Mo海洋工程用大型人字齿轮的热处理及其

制造技术529

参考文献 5312100433B

重载齿轮热处理技术要求制定背景

随着中国齿轮生产技术的发展和国际贸易的日益频繁，为了提高中国齿轮制造业在国际市场的竞争能力，强化核心基础零部件等工业基础能力，推动高端制造业的不断发展，制定与国际标准接轨的高性能重载齿轮热处理技术新标准已迫在眉睫。因此，制定了国家标准《重载齿轮热处理技术要求》（GB/T 38805-2020）。

重载齿轮热处理技术要求编制进程

• 标准计划

2017年7月21日，国家标准计划《重载齿轮热处理技术要求》（20171097-T-469）下达，项目周期24个月，由TC75（全国热处理标准化技术委员会）提出并归口上报及执行，主管部门为中华人民共和国国家标准化管理委员会。

• 发布实施

2020年6月2日，国家标准《重载齿轮热处理技术要求》（GB/T 38805-2020）由中华人民共和国国家市场监督管理总局、中华人民共和国国家标准化管理委员会发布。

2020年12月1日，国家标准《重载齿轮热处理技术要求》（GB/T 38805-2020）实施。

重载齿轮热处理技术要求制定依据

国家标准《重载齿轮热处理技术要求》（GB/T 38805-2020）依据中国国家标准《标准化工作导则—第1部分：标准的结构和编写规则》（GB/T 1.1-2009）规则起草。

重载齿轮热处理技术要求起草工作

主要起草单位：河北汇工机械设备有限公司、常州天山重工机械有限公司、中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司、常州新区河海热处理工程有限公司、西安福莱特热处理有限公司、常州大学、北京机电研究所有限公司、浙江双环传动机械股份有限公司、江苏丰东热处理及表面改性工程技术研究有限公司、北京华立精细化工公司、诺博汽车系统有限公司。

主要起草人：孙西岭、徐跃明、牛万斌、杨明华、马立晓、葛圣东、胡静、付丛伟、杨钟胜、顾晓明、史有森、殷和平、武进朝、陆海涛、付海峰。

第1章齿轮热处理概述

1.1齿轮类别及其性能要求

1.1.1齿轮的类别

1.1.2齿轮的性能要求

1.2典型齿轮材料及其热处理方法

1.2.1齿轮用钢的选择

1.2.2典型齿轮材料及其热处理方法

1.3齿轮热处理设备和生产用材料简介

1.3.1齿轮热处理设备

1.3.2齿轮热处理生产使用的材料及其分类

1.4齿轮热处理常见缺陷一览

第2章齿轮热处理典型缺陷分析与对策

2.1齿轮热处理加热缺陷分析与对策

2.1.1齿轮氧化与脱碳缺陷分析与对策

2.1.2齿轮欠热、过热和过烧缺陷分析与对策

2.1.3齿轮晶粒粗化与混晶缺陷分析与对策

2.1.4齿轮脱碳、过热与过烧的检验

2.2齿轮热处理冷却缺陷分析与对策

2.2.1齿轮淬火硬度及淬硬层深度缺陷分析与对策

2.2.2齿轮热处理变形缺陷分析与对策

2.2.3齿轮热处理裂纹缺陷分析与对策

2.3齿轮热处理变形与裂纹的检测

2.3.1齿轮热处理变形的检测

2.3.2齿轮热处理裂纹的检测

2.4齿轮热处理力学性能缺陷分析与对策

2.4.1抗拉强度缺陷分析与对策

2.4.2疲劳强度缺陷分析与对策

第3章齿轮的普通热处理缺陷分析与对策

3.1齿轮的退火与正火缺陷分析与对策

3.1.1退火缺陷分析与对策

3.1.2正火缺陷分析与对策

3.2齿轮退火及正火的质量检验项目及要求

3.2.1表面质量

3.2.2表面硬度

3.2.3变形量

3.2.4金相检验

3.3齿轮的淬火与回火缺陷分析与对策

3.3.1中碳钢和中碳合金钢齿轮淬火与回火硬度缺陷

分析与对策

3.3.2中碳钢和中碳合金钢齿轮淬火与回火金相组织缺陷

分析与对策

3.3.3中碳钢和中碳合金钢齿轮淬硬层缺陷分析与对策

3.3.4中碳钢和中碳合金钢齿轮淬火与回火其他缺陷分析与对策…

3.3.5中碳钢和中碳合金钢齿轮淬火变形分析与对策

3.3.6中碳钢和中碳合金钢齿轮淬火裂纹分析与对策

3.4齿轮淬火与回火的质量检验项目与要求

3.4.1外观检查

3.4.2表面硬度

3.4.3金相组织

3.4.4变形

第4章调质齿轮的热处理缺陷分析与对策

4.1常用调质齿轮钢材及其热处理

4.1.1合金结构钢

4.1.2优质碳素结构钢

4.1.3铸造碳钢及合金铸钢

4.2调质齿轮硬度缺陷分析与对策

4.2.1调质齿轮硬度低原因分析与对策

4.2.2调质齿轮硬度不均原因分析与对策

4.3齿轮调质深度不足原因分析与对策

4.4大模数齿轮的开齿调质工艺

4.5焊接齿轮的调质处理

4.6调质齿轮淬火裂纹分析与对策

4.7齿轮调质处理的质量检验

4.7.1调质齿轮的检验项目、内容及方法

4.7.2调质齿轮的力学性能及淬透性检验

4.7.3调质齿轮的金相组织检验

第5章齿轮的化学热处理缺陷分析与对策

5.1齿轮的渗碳热处理缺陷分析与对策

5.1.1齿轮的气体和固体渗碳热处理缺陷分析与对策

5.1.2齿轮的气体碳氮共渗缺陷分析与对策

5.1.3齿轮的渗碳热处理变形分析与对策

5.1.4齿轮的渗碳热处理裂纹分析与对策

5.1.5渗碳齿轮的质量检验项目、内容及方法

5.2齿轮的渗氮热处理缺陷分析与对策

5.2.1气体渗氮齿轮材料及其热处理

5.2.2气体渗氮齿轮硬度缺陷分析与对策

5.2.3气体渗氮齿轮金相组织缺陷分析与对策

5.2.4气体渗氮齿轮渗层深度缺陷分析与对策

5.2.5气体渗氮齿轮其他热处理缺陷分析与对策

5.2.6气体渗氮齿轮的质量检验项目及要求

5.2.7离子渗氮齿轮热处理缺陷分析与对策

5.2.8齿轮离子渗氮的质量检验项目、内容及要求

5.2.9齿轮的气体氮碳共渗缺陷分析与对策

5.2.10齿轮气体氮碳共渗的质量检验项目及要求

5.2.11渗氮齿轮热处理变形分析与对策

5.2.12渗氮齿轮表面裂纹分析与对策

第6章齿轮的感应热处理缺陷分析与对策

6.1感应淬火齿轮材料及其热处理方法

6.2感应淬火齿轮硬度缺陷分析与对策

6.2.1感应淬火齿轮表面硬度不足和出现软点或软带原因

分析与对策

6.2.2感应淬火齿轮表面硬度过高或过低原因分析与对策

6.2.3感应淬火齿轮表面硬度不均原因分析与对策

6.3感应淬火齿轮金相组织缺陷分析与对策

6.4感应淬火齿轮硬化层缺陷分析与对策

6.4.1感应淬火齿轮硬化层过浅或过深原因分析与对策

6.4.2感应淬火齿轮硬化层不均原因分析与对策

6.4.3感应淬火齿轮硬化层深度变化超过要求范围原因

分析与对策

6.5感应淬火齿轮其他热处理缺陷分析与对策

6.5.1防止感应淬火齿轮淬硬区域不符合要求的措施

6.5.2感应淬火齿轮局部烧熔麻点原因分析与对策

6.5.3感应淬火齿轮硬化层或尖角剥落原因分析与对策

6.5.4感应淬火齿轮硬化区分布不合理及硬度低原因

分析与对策

6.5.5齿轮感应淬火加热不均匀原因分析与对策

6.6感应淬火齿轮的返修

6.7齿轮的感应淬火变形原因分析与对策

6.7.1齿轮的感应淬火变形原因分析

6.7.2减小与控制齿轮感应淬火变形的措施

6.7.3齿轮的其他感应淬火变形控制方法

6.8齿轮的感应淬火裂纹原因分析与对策

6.8.1齿轮材料不良造成的感应淬火裂纹原因分析与对策

6.8.2齿轮设计或机械加工不当造成的感应淬火裂纹原因

分析与对策

6.8.3齿轮淬火加热温度过高或加热不均造成的感应淬火裂纹

原因分析与对策

6.8.4齿轮淬火冷却条件不良造成的感应淬火裂纹原因

分析与对策

6.8.5操作不良造成的齿轮感应淬火裂纹原因分析与对策

6.9高频淬火齿轮产生废品原因分析与对策

6.10感应淬火齿轮的质量检验项目及要求

第7章齿轮的失效原因分析与对策

7.1齿轮的失效形式

7.2齿轮齿面的失效原因分析与对策

7.2.1齿轮齿面磨损原因分析与对策

7.2.2齿轮齿面塑性变形原因分析与对策

7.2.3齿轮齿面胶合原因分析与对策

7.2.4齿轮齿面点蚀原因分析与对策

7.2.5齿轮硬化层剥落（或称深层剥落、硬化层压碎）原因

分析与对策

7.3齿轮断裂原因分析与对策

7.4齿轮的其他失效原因分析与对策

7.4.1齿轮轮齿崩齿原因分析与对策

7.4.2齿轮轮齿的末端损坏原因分析与对策

7.5中重型载货汽车弧齿锥齿轮失效原因分析与对策

7.5.1弧齿锥齿轮制造问题造成的失效原因分析与对策

7.5.2弧齿锥齿轮装配及使用问题造成的失效原因分析

与对策

附录

附录A侵蚀剂

附录B热处理相关标准目录

附录C国内外常用结构钢对照表

附录D不同布氏硬度试验条件下施加的试验力（GB/T 231.1—2009《金属布氏硬度试验第1部分：试验方法》）

附录E洛氏硬度标尺及适用范围（GB/T 230.1—2009《金属洛氏硬度试验第1部分：试验方法》）

附录F维氏硬度负荷与试验力

参考文献 2100433B

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