Завод изготавливает среднемодульные цилиндрические зубчатые колеса из стали 45 и упрочняет их способ

Зубчатые колеса широко применяют в машинах, механизмах и приборах различных отраслей машиностроения. Наилучшая макрострутура у зубчатых колес получается при штамповке, когда расположение волокон соответствует конфигурации колеса, так как в этом случае прочность на изгиб повышается.
При выборе стали для изготовления зубчатых колес необходимо учитывать ее стоимость, обрабатываемость, прокаливаемость и деформацию колеса при термической обработке. Так как основным элементом зубчатого колеса является зуб, применяемые стали и методы упрочнения должны обеспечивать высокую контактную и усталостную прочность, прочность при изгибе, ударе и износостойкость зуба.
Цементируемые зубчатые колеса изготовляют из сталей 20Х, 12ХНЗА, 12Х2Н4А, 20Х2Н4А, 25ХГМ, 20ХН2М, 18ХГТ, 25ХГТ, ЗОХГТ, 20ХГР, 18Х2Н4ВА и др.
Для подготовки структуры к обработке колес на металлорежущих станках и для улучшения механических свойств готовых зубчатых колес штампованные заготовки перед обработкой на металлорежущих станках подвергают термической обработке - отжигу (полному, изотермическому) или нормализации, или нормализации с высоким отпуском.
Наилучшей для резания (получение наименее шероховатой поверхности металла) является структура после изотермического отжига по режиму: нагрев до температуры в точке Ас3 + 50 °С, выдержка, крапювременное переохлаждение до 480-500 °С и изотермическая выдержка при 580-600 °С.
Для штампованных заготовок из цементуемых хромомарганцовистых и хромоникелевых сталей применяют также ускоренное охлаждение штампованных заготовок от температуры конца ковки до 500-600 °С с последующим использованием остаточного тепла.
Зубчатые колеса из хромомарганцетитановых сталей (18ХГТ, 25ХГТ, 30ХГТ) подвергают газовой цементации (nри температуре 920-950 °С) с непосредственной закалкой из цементационной печи после предварительного подстуживания до 840-860 °С. После закалки зубчатые Iюлеса подвергают отпуску при 180- 2000 °С. На поверхности достигается твердость HRC 56-62, а в сердцевине HRC 30-45 (нижний предел для стали 18ХГТ, верхний - для стали 30ХГТ). Микроструктура цементованного слоя - мелкоигольчатый мартенсит с мелкими включениями карбидов и небольшим количеством остаточного аустенита; сердцевины - сорбит (для стали 18ХГТ) и троостосорбит (для стали 30ХГТ).
Для газовой цементации зубчатых колес применяют муфельные и безмуфельные печи. Обычно обработку проводят на поточных линиях, в которые входят толкательная печь для газовой цементации, механизированный закалочный бак, промывочная машина, печь для отпуска, камера для охлаждения колес после отпуска. Температура в печи для газовой цементации по длине рабочей камеры поддерживается равной температуре цементации, а у разгрузочного конца температура понижается до температуры подстуживания.
Для получения зубчатых колес с твердостью поверхности зубьев HRC ≥ 60 и уменьшения биения зубьев по начальной окружности применяют процесс нитроцементации в безмуфельном агрегате. Зубчатые колеса, например из стали 25ХГМ, подвергают нитроцементации при 870 °С, подстуживают до 840 °С, охлаждают в горячем масле с температурой 160-180 °С и отпускают при 160-180 °С; получаемая твердость поверхности зуба HRC 60-65, сердцевины HRC 35-45.
Зубчатые колеса из хромоникелевых сталей 12Х2Н4А, 20Х2Н4А и других непосредственной закалке не подвергают - получается большое количество остаточного аустенита, что снижает твердость поверхности зуба. Поэтому зубчатые колеса из этих сталей после цементации охлаждают на воздухе, подвергают высокому отпуску при 600- 650 °С (для подготовки структуры цементованного слоя под закалку; во время отпуска происходит распад остаточного аустенита и мартенсита и выделяются карбиды), закаливают в масле от 800- 820 °С и подвергают низкому отпуску при 180-200 °С. Для уменьшения деформации зубчатые колеса после высокого отпуска до закалки иногда подвергают шевингованию.
Для уменьшения деформации з убчатых колес применяют следующие способы:
1) ступенчатую закалку; нагретые зубчатые колеса охлаждают в ванне с маслом или расплавленной солью с температурой 150-180 °С и после выдержки в ванне до выравнивания температуры по сечению зубчатого колеса до температуры ванны охлаждают на воздухе до темпе

Завод изготавливает среднемодульные цилиндрические зубчатые колеса из стали 45 и упрочняет их способом индукционной закалки при поверхностном нагреве. Однако впадина зубьев при такой обработке не закаливается, что сокращает срок службы колес. Рекомендуйте: марку стали и обработку, обеспечивающую закалку зубчатых колес по всему контуру, а следовательно, с упрочнением зубьев по всей их поверхности; приведите для сравнения состав углеродистой или низколегированной стали, пригодной для изготовления зубчатых колес, упрочняемых методом химико-термической обработки.