劉曉行

河北匯工機械設備有限公司 河北邢臺 055250

1 齒輪材料概述

材料是齒輪承載能力的基礎。改進材料選取是提升齒輪可靠性的關鍵。工作空間受嚴苛約束，齒輪材料應具備充足的強度，硬度與耐磨性，并也需保證橫截面之中適當?shù)挠不疃萚1]。為了在比較厚的力表面之上維持越來越皆勻的整體機械性能。從進口采礦機械齒輪的分析結(jié)果來看，國外采用Ni，Cr與Ni，Cr，Mo低碳合金鋼。該鋼系統(tǒng)的強度，韌性與高于國內(nèi)制造的含Cr與Mn鋼系統(tǒng)的采礦機械。

近年來，國內(nèi)采礦機械齒輪在過去使用齒輪材料方面缺乏，而硬齒鋼種參照國外經(jīng)驗： 20Cr2Ni4與18Cr2Ni4WA等材料。含Cr與含鎳鋼具備不錯的淬透性，高強度與尤其高的韌性，鉻與鎳對于滲透層的質(zhì)量有非常好的影響。前者可提升淬透性，后者可防止表面碳濃度過高，濃度變動平坦，滲碳層可加工性的力學性能獲得改善。歷經(jīng)多年的實踐證明，使用20 Cr2 Ni4與18 Cr2 Ni4 WA鋼及和20 CrMnTi鋼齒輪相比，成熟期工藝的齒輪在彎曲強度與使用壽命方面均有非常大提高。

2 礦山機械齒輪材料現(xiàn)狀

材料是沖擊齒輪承載能力與壽命的主要因素。我國小功率礦山機械通常多使用 18CrMnTi、20CrMnTi 以及 20MnVB 等。對于從國外采礦機械齒輪出口的材料展開分析，可找到國外重要使用Ni-Cr與Ni-Cr-Mo基低碳合金滲碳鋼。該鋼系統(tǒng)在生產(chǎn)工藝，強度與韌性方面高于國內(nèi)采礦機械之中采用的Mn-Cr鋼系統(tǒng)。近年來，汲取國外經(jīng)驗，國內(nèi)礦用機械齒輪已借鑒了齒輪所用材料的優(yōu)點。經(jīng)常使用 18 Cr2 Ni4 WA 與 20 Cr2 Ni4 等硬齒面鋼種，它具備高淬透性，表面柔軟耐磨，滲碳淬火之后具備堅硬的芯，具備比較高的低溫沖擊韌性。正火后切削性不錯。實踐證明，在彎曲強度與使用壽命方面皆采用 20 Cr2 Ni4 與 18 Cr2 Ni4 WA 鋼齒輪。18 CrMnTi、20 CrMnTi以及 20 MnVB 鋼獲得非常大的提高。

近幾年，國內(nèi)外對于 20Cr2Ni4 鋼的應用皆提交很多的看法，找到在實際應用之中存在著許多的問題與缺陷。因為合金元素含量高，冷處理工藝復雜，加工嚴重形變，殘多奧氏體含量這么多，并因為高強度，變形校正在尤其艱難。結(jié)果表明，20 CrNi2 Mo鋼各種合金元素的協(xié)同效應比較好，切削性能比較好，冷處理工藝比較直觀?？惯^載能力以及耐磨能力強，價格便宜，在礦山機械類牽引齒輪材料選取之中表明出其優(yōu)越性。

3 礦山機械齒輪材料處理技術的分析

我國非常重視采礦業(yè)的發(fā)展，也需大量的資源用以符合國家的需求，但是假如齒輪難以精確修繕，它將造成十分大的影響。這種冷處理效果十分顯著，采用也十分普遍，所以公司也非常重視這項技術的使用效率。不斷更新，期望提升處理水平。在礦山之中采用機械齒輪材料具備關鍵價值，齒輪在做出選擇時具備非常高的標準。因此，在處置齒輪材料時，也需強化注意力，由于在采礦過程之中，常常碰到一些十分堅硬的石頭碰撞齒輪，造成齒輪損毀，減少了運行的效率與采礦的力度[2]。

在工程機械的運行之中，牽涉到許多部件，齒輪是不可或缺的部件之一。對工程機械而言，齒輪的性能于非常大程度之上決定了工程機械的性能。工程機械的性能會獲得充分利用，所以保證齒輪性能的重要性是不言而喻的。在目前的工程機械生產(chǎn)過程之中，預熱處理技術是一種較常見的齒輪材料加工技術。它可符合工程機械性能急速提升的要求，促進工程機械的最大性能。對齒輪材料，冷卻處置有利于提升其性能。為了越來越好地展開本研究，本文采用20MnCr5鋼齒材料展開分析，并且展開預熱處理工藝研究其性能。接下去，作者探究了微觀結(jié)構(gòu)，表面硬度與耐磨性的影響，如下所述。

3.1 預先熱處理給顯微組織造成的影響

通過對于工程機械齒輪材料實行有所不同的預熱處理工藝，20 MnCr5鋼工程機械齒輪材料的組織將有非常大差異。有所不同的預熱處理過程在顯微照片之中表明出顯著差異。一般，如果采用標準化處理時，材料的晶粒尺寸相當比較高，由粗團聚顆粒和長晶粒構(gòu)成，并該結(jié)構(gòu)在均勻性方面具備顯著差異。假如使用等溫正火處置，材料顆粒的細糙度會減少，重逢顆粒會降低，晶粒細化會越來越高，但是組織原產(chǎn)的均勻性依然非常少。

3.2 預先熱處理對表面硬度產(chǎn)生的影響

20MnCr5鋼工程機械齒輪材料的表面硬度也把依據(jù)預熱處理工藝的類型因而變動。使用常規(guī)正火處置時，測量20 MnCr5鋼工程機械齒輪材料不同位置的硬度。會有非常大的差異，硬度的最大差異一般在20-24 HB間。使用等溫正火處置時，有所不同位置的20 MnCr5鋼工程機械齒輪材料的差異把小于傳統(tǒng)的正火處理[3]。硬度的最為大差異一般大約為5-7 HB。皆勻化歸一化處置之后，把20 MnCr5鋼工程機械齒輪材料在不同位置的硬度差異和傳統(tǒng)的正火與等溫歸一化展開比較。差異把大大減少，硬度的最大差異將降至2 HB左右。

4 結(jié)語

國家的發(fā)展離不開關鍵資源，由于一些產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需大量的資源用以支持，確保人民的生活質(zhì)量也需越來越多的精力支持。采礦業(yè)的發(fā)展不但是對于產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的需求，也是人們生活獲得保障的基礎。提升資源開采效率，確保機械設備質(zhì)量，選取適當?shù)牟牧希\用全新的齒輪加工技術，確保齒輪的穩(wěn)定運行。