什么原因会引起常用齿轮在热处理过程中畸变？

　　齿轮在热处理过程中发生畸变是一个较为复杂的现象，长沙热处理厂家工作人员分析主要有以下几个方面的原因：

　　一、热应力引起的畸变

　　加热不均匀

　　在齿轮加热过程中，如果加热速度过快或者加热设备的加热不均匀，齿轮的不同部位会产生温度差。例如，对于大型齿轮，采用火焰加热时，火焰直接接触的部位温度会迅速上升，而远离火焰的部位温度上升较慢。这种温度差会导致热膨胀不一致，从而产生热应力。热应力的存在使得齿轮各部分之间相互牵制，当热应力超过材料的屈服强度时，齿轮就会发生塑性变形，导致畸变。

　　另外，齿轮的几何形状也会影响加热的均匀性。像具有复杂齿形结构的齿轮，齿顶、齿根和齿面在加热时的热传递情况不同，齿根部位由于散热条件相对较差，温度可能会比齿顶更高，进而产生热应力和畸变。

　　冷却不均匀

　　冷却阶段是齿轮热处理产生畸变的关键环节。当齿轮淬火冷却时，表面和心部的冷却速度差异会引起热应力。例如，在采用水淬的情况下，齿轮表面会迅速冷却，而心部冷却速度较慢。表面收缩时受到心部的阻碍，产生拉应力；心部则受到表面的挤压，产生压应力。这种不均匀的冷却和应力分布会导致齿轮产生畸变，可能表现为齿轮的椭圆化、锥度变化或者齿形扭曲等。

　　此外，冷却介质的特性也对畸变有重要影响。不同的冷却介质，如油、水、聚合物淬火剂等，其冷却速度不同。如果选择的冷却介质不合适，例如对于某些淬透性较高的齿轮材料使用了冷却速度过快的水作为冷却介质，会加剧冷却不均匀的程度，增加畸变的可能性。

　　二、组织应力引起的畸变

　　组织转变的不均匀性

　　齿轮在热处理过程中，内部组织会发生转变。例如在淬火时，奥氏体向马氏体转变会伴随着体积膨胀。如果这种组织转变在齿轮的不同部位不均匀地发生，就会产生组织应力，导致畸变。对于具有不同截面厚度的齿轮，由于冷却速度的差异，厚截面处的奥氏体转变可能会滞后于薄截面处，这会使齿轮各部分的体积膨胀不一致，引起形状和尺寸的改变。

　　而且，齿形的复杂结构也会影响组织转变的均匀性。在齿根和齿顶部位，由于冷却条件和应力状态的不同，组织转变的顺序和程度可能不同。比如齿根处由于冷却速度相对较慢，奥氏体向马氏体转变的时间可能会延迟，当齿顶部分已经完成转变并膨胀后，齿根部分才开始转变，这就会导致齿形发生畸变。

　　相变的不同时性

　　齿轮材料内部的不同相在热处理过程中的转变不是同时进行的。以淬火为例，当表面的奥氏体开始向马氏体转变时，心部可能还处于奥氏体状态。随着冷却的继续，心部的奥氏体才开始转变。这种相变的不同时性会导致齿轮内部产生组织应力。当组织应力超过材料的屈服j限 时，齿轮就会发生畸变。例如，在一些合金钢齿轮的淬火过程中，由于合金元素的影响，相变过程更加复杂，不同时性更为明显，畸变的可能性也更高。

　　三、原材料质量和加工工艺的影响

　　原材料质量

　　齿轮原材料的质量对热处理畸变有一  定的影响。如果原材料的成分不均匀，例如合金元素的偏析，会导致不同部位的淬透性不同。在热处理过程中，淬透性好的部位更容易形成马氏体组织，产生较大的体积膨胀，而淬透性差的部位则可能保持奥氏体或其他组织，从而产生不均匀的体积变化，引起畸变。

　　原材料的内部缺陷，如疏松、气孔、夹杂物等，也会影响齿轮的热处理畸变。这些缺陷会改变材料的应力分布和组织转变特性。例如，夹杂物周围的材料在热处理时可能会产生应力集中，加速组织转变，导致局部的体积变化和畸变。

　　加工工艺

　　齿轮的预先加工工艺，如锻造、切削等，会在齿轮内部留下残余应力。这些残余应力与热处理过程中的热应力和组织应力相互叠加，增加了畸变的可能性。例如，在锻造过程中，如果锻造比过大或者锻造工艺不当，会在齿轮内部产生较大的残余应力。在后续的热处理过程中，这些残余应力会与热应力和组织应力共同作用，使齿轮更容易发生畸变。

　　另外，机械加工精度也会对热处理畸变产生影响。如果齿轮的加工精度不够，例如齿形加工误差较大，在热处理过程中，由于应力的作用，这些误差可能会被放大，导致齿轮畸变。