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激光在齿轮制备工艺方面的应用|


本文摘要:齿轮在机械设备传动系统中尤其应用于普遍数量众多的标准化机械部件,使用中容易发生疲劳的点蚀、堆积、断齿等过热现象。

齿轮在机械设备传动系统中尤其应用于普遍数量众多的标准化机械部件,使用中容易发生疲劳的点蚀、堆积、断齿等过热现象。齿轮表面的质量优劣直接影响传动部件的质量和寿命,因此为了有效地提高齿轮的负荷能力,缩短其寿命,通常采用对齿轮表面展开强化处理的方法来提高齿面硬度。齿轮激光表面增强是一种新型的齿轮表面增强技术,传统的齿轮表面增强技术如渗碳淬火、传感器淬火等硬化层可以解决不平衡、变形大等缺点,是目前齿轮加工的尖端技术,已经是美国核能潜水是一项发展前景相近的高科技。一.国内外研究现状是1980年,美国军事应用技术实验室从未对齿轮激光硬化调查结果进行过广播节目的报道,芝加哥伊利诺伊理工大学研究所分担了齿轮激光硬化研究项目。

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然后,对于激光表面硬化处理后和渗碳处理后的AMS (美国航空材料规范) 6265,根据齿轮的耐层叠寿命和齿的倾斜强度的比较,将渗碳处理的航空器件中的AMS6265齿轮置换为激光硬化可以得到明显的经济效果,有效硬化80年代末,美国加利福尼亚机电研究所用5kW激光对大型花键轴进行激光淬火,获得了淬火硬度HRC59、深度0.762~0.864mm的淬火硬度层。美军研究所用激光淬火潜艇、飞机等牵引大齿轮,通过解决问题的通常热处理,齿轮变形过大,引起了噪音问题。

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激光淬火的齿轮还包括AH-64直升机辅助动力装置的行星齿轮和飞机主传动装置的传动齿轮。激光硬化后不需要研磨,因此可以大幅降低生产成本,提高生产效率。目前国内对齿轮激光、淬火激光扫描方式、机理及工艺参数优化等技术推广的研究都取得了一定的成果。二.齿轮加工传统技术(一)传统加工技术:传统主要使用渗碳技术和高频表面淬火技术等工艺路线。

1 .渗碳工序使用低碳钢的材质(例如20Cr、20CrMnTi等),使工件表面具有耐磨性。该技术虽然具备比较好的综合性能,但成本高,不易造成环境污染,而且不方便大模块齿轮和大齿轮轴的处理,因此目前只用于汽车、拖拉机等特定行业。2 .高频淬火工序使用中碳钢的材质,例如低级的45# (及其替代品)、中速的40Cr (及其替代品)、高级的42CrMo (及其替代品)等。

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加工后,使工件具有耐磨损性。(二)在传统工艺的弊端中,小型批量生产处理的齿轮常规处理方法多使用高频淬火、渗碳、氮化、碳氮计井水等工艺方法,其优点是固化均匀分布,可以批量生产处理,但氮化处理的固化从来没有激光处理层浅。缺点是:1)由于长时间的高温冷却齿轮,其内部组织有成长倾向,内部综合机构的性能容易变化,需要配备加热设施,工艺更简单。

2 )齿面容易产生小的变形,需要展开磨削加工,但磨削时更容易发生磨削裂纹。3 )通常的工艺加工处理周期长,能耗相当大。


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