Разновидности поверхностного упрочнения зубьен
В массовом и крупносерийном производстве применяют исключительно зубчатые колеса высокой твердости, которые подвергают отделочным операциям после термической обработки.
Основным видом термической обработки ранее являлась объемная закалка. Однако она не сохраняет вязкую сердцевину при высокой твердости поверхности. Поэтому в настоящее время объемная закалка уступила место поверхностному термическому и химико-термическому методам упрочнений. Такой обработкой можно достигнуть высокой твердости поверхностных слоев материала при сохранении вязкой сердцевины (рис. 11.13).
|
|
Для зубчатых колес применяют следующие основные виды поверхностного термического и химико-термического упрочнений: поверхностная закалка, цементация и нитроцементация с закалкой, азотирование.
Поверхностная закалка. В основном применяют с нагревом токами высокой частоты (ТВЧ). В связи с тем, что нагреваются поверхностные слои в течение 20...50 с, деформации при закалке невелики и можно обойтись без последующего шлифования зубьев (однако это понижает точность на одну-полторы степени). Материалы колес — стали 40Х, 40ХН, 35ХМ, содержащие хрома Х<1%, никеля Н<1%, молибдена М<1%. Первые цифры марки стали указывают на содержание в ней углерода (0,4, 0,35 %). Обычно твердость на поверхности 50...55 HRC-,.
Для
закалки ТВЧ требуется специальный машинный или ламповый генератор. Закалка с
нагревом ТВЧ может также применяться для шестерен, работающих с улучшенными
колесами Н<350НВ, для обеспечения равнопрочности и хорошей прира- батываемости.
11оверхностная
закалка зубьев без охвата переходной поверхности (с обрывом твердого слоя у
впадины зубьев) повышает износостойкость и сопротивление выкрашиванию, но
понижает прочность при изгибе, так как создает концентратор напряжений у корня
зуба. Для колес с модулем т <
Цементация. Это поверхностное насыщение углеродом сталей с содержанием углерода менее 0,3 % с последующей закалкой обеспечивает большую твердость и несущую способность поверхностных слоев зубьев (Η = 56...63 HRC.,) и весьма высокую прочность на изгиб, если цементированный слой не снимается последующим шлифованием впадины (рис. 11.13, г).