特别是对于大型齿轮齿圈渗碳淬火外圆和内孔尺寸变形

渗碳淬火工艺1、钢的淬火钢的淬火与回火是热处理工艺中最重要，也是用途最广泛的工序。

淬火可以显著提高钢的强度和硬度。

为了消除淬火钢的残余应力，得到不同强度，硬度和韧性配合的性能，需要配以不同温度的回火。

所以淬火和回火又是不可分割的、紧密衔接在一起的两种热处理工艺。

淬火、回火作为各种机器零件及工、模具的最终热处理是赋予钢件最终性能的关键工序，也是钢件热处理强化的重要手段之一。

1.1 淬火的定义和目的把钢加热到奥氏体化温度，保温一定时间，然后以大于临界冷却速度进行冷却，这种热处理操作称为淬火。

钢件淬火后获得马氏体或下贝氏体组织。

图4为渗碳齿轮20CrNi2Mo材料淬火、回火工艺。

度200℃8 空冷时间h图4 渗碳齿轮20CrNi2Mo材料淬火、回火工艺淬火的目的一般有：1.1.1 提高工具、渗碳工件和其他高强度耐磨机器零件等的强度、硬度和耐磨性。

例如高速工具钢通过淬火回火后，硬度可达63HRC，且具有良好的红硬性。

渗碳工件通过淬火回火后，硬度可达58~63HRC。

1.1.2 结构钢通过淬火和高温回火（又称调质）之后获得良好综合力学性能。

例如汽车半轴经淬火和高温回火（280~320HB）及外圆中频淬火后，不仅提高了花键耐磨性，而且使汽车半轴承受扭转、弯曲和冲击载荷能力（尤其是疲劳强度和韧性）大为提高。

淬火时，最常用的冷却介质是水、盐水、碱水和油等。

通常碳素钢用水冷却，水价廉易得，合金钢用油来冷却，但对要求高硬度的轧辊采用盐水或碱水冷却，辊面经淬火后硬度高而均匀，但对操作要求非常严格，否则容易产生开裂。

1.2 钢的淬透性2.2.1 淬透性的基本概念所谓钢材的淬透性是指钢在淬火时获得淬硬层深度大小的能力（即钢材淬透能力），其大小用钢在一定条件下（顶端淬火法）淬火获得的有效淬硬层深度来表示，淬透性是每种钢材所固有的属性，淬硬层愈深，就表明钢的淬透性愈好,例如45、40Cr 、42CrMo钢三种试样，按相同条件淬火后（油冷却），经检测45钢能被淬透的最大直径（称临界直径）φ10mm；40Cr钢能被淬透的最大直径φ22mm;42CrMo钢能被淬透的最大直径φ40mm。

第三章自由锻造的基本工序3.1自由锻造的基本特征3.1.1.自由锻造的技术特征按自由锻件的外形及其成形方法，可将自由锻件分为六类：饼块类、空心类、轴杆类、曲轴类、弯曲类和复杂形状类锻件。

自由锻应用设备和工具有很大的通用性，且工具简单，所以只能锻造形状简单的锻件，操作强度大，生产率低；自由锻可以锻出质量从不到1kg到200～３00t的锻件。

对大型锻件，自由锻是唯一的加工方法，因此自由锻在重型机械制造中有特别重要的意义；自由锻依靠操作者控制其形状和尺寸，锻件精度低，表面质量差，金属消耗也较多。

所以，自由锻主要用于品种多，产量不大的单件小批量生产，也可用于模锻前的制坯工序。

自由锻造加工与其他加工方法相比，具有以下特点：(1) 改善金属的组织、提高力学性能。

金属材料经锻造加工后，其组织、性能都得到改善和提高，锻压加工能消除金属铸锭内部的气孔、缩孔和树枝状晶等缺陷，并由于金属的塑性变形和再结晶，可使粗大晶粒细化，得到致密的金属组织，从而提高金属的力学性能。

在零件设计时，若正确选用零件的受力方向与纤维组织方向，可以提高零件的抗冲击性能。

(2) 材料的利用率高。

金属塑性成形主要是靠金属的形体组织相对位置重新排列，而不需要切除金属。

(3) 较高的生产率。

锻造加工一般是利用压力机和模具进行成形加工的。

例如，利用多工位冷镦工艺加工内六角螺钉，比用棒料切削加工工效提高约400倍以上。

(4) 锻压所用的金属材料应具有良好的塑性，以便在外力作用下，能产生塑性变形而不破裂。

常用的金属材料中，铸铁属脆性材料，塑性差，不能用于锻造。

钢和非铁金属中的铜、铝及其合金等可以在冷态或热态下压力加工。

(5) 不适合成形形状较复杂的零件。

锻造加工是在固态下成形的，与铸造相比，金属的流动受到限制，一般需要采取加热等工艺措施才能实现。

对制造形状复杂，特别是具有复杂内腔的零件或毛坯较困难。

由于锻压具有上述特点，因此承受冲击或交变应力的重要零件(如机床主轴、齿轮、曲轴、连杆等 ) ，都应采用锻件毛坯加工。

机械专业面试必备知识一、填空题：（200题）1、形位分差实际上就是形状公差和位置公差的简称。

2、金属材料在外力作用下，所呈现出来的性能，称为机械性能。

主要包括强度、弹性、塑性、硬度、韧性、疲劳强度。

3、常用的热处理方法有退火、正火、淬火、回火、表面热处理和化学热处理。

4、螺纹六要素是指牙型、外径、螺距（导程）、头数、精度和旋转方向。

5、一对直齿圆柱齿轮，主动齿数为32，被动轮齿数为48，则其传动比=1.5，常用i表示。

6、按作用原理的不同，常用千斤顶有机械式和液压式两大类，按结构形式的不同又可分为整体式和分离式。

8、形状公差项目包括直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度和面轮廓度。

9、螺纹防松措施有（1）磨擦防松，包括双螺母、弹簧垫圈、自锁螺母；（2）机械防松包括开口销、止动垫片、带翅垫片、串联钢丝等；（3）永久防松包括爆接、冲齿等。

10、轴承内径与轴的配合采用基孔制，而轴承外径与轴承座配合采用基轴制。

11、润滑剂的主要作用有润滑作用、冷却作用、防锈作用、清洗作用、缓冲和减振作用及密封作用根。

12、1/50mm游标卡尺，副尺上的50格总长度为49mm。

13、据轴承结构的不同，滚动轴承要控制的游隙分为轴向游隙和径向游隙两类。

14、在英制尺寸单位中，1英寸=25.4mm，因此127mm=5英寸。

15、碳钢按含碳量可分为低碳钢、中碳钢、高碳钢，其中45钢是指平均含碳量为0.5%，属中碳钢。

16、根据碳在铸铁中的存在形态不同，铸铁的组织、性能也不同，通常可分为白口铸铁、灰铸铁、可锻铸铁及球墨铸铁。

17、在齿轮传动中，最常用的齿形曲线是渐开线，分度圆上的标准压力角为20°。

18、一个标准直齿圆柱齿轮，其模数m=2，齿数z=26，则其分度圆直径=52mm，周节=6.28mm。

19、轮齿的失效形式主要有轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀齿面胶合、齿面塑性变形。

20、钢的切割过程包括预热、氧化和吹渣。

21、常见的液压泵有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。

齿轮知识集锦齿轮材料齿轮用钢的发展趋势：一是含Cr （铬）、Ni （镍）、Mo （钼）的低合金钢；二是硼钢；三是碳氮共渗用钢；四是易切削钢。

由于我国缺乏Ni （镍）、Cr （铬），常用20CrMnTi 渗碳钢或用含硼加稀土刚。

重型机械常用18CrMnNiMo 渗碳钢或中碳合金钢。

机床行业常用如40Cr 、38CrMoAl 等钢以及高速齿轮用25Cr2MoV 钢进行氮化。

齿轮热处理工艺一般有渗碳（或碳氮共渗），氮化、感应淬火、调质等四类。

当前的总趋势是提高齿面硬度，渗碳淬火齿轮的承载能力可比调质齿轮高2~3倍。

渗碳淬火齿轮可以获得高的表面硬度、耐磨性、韧性和冲击性能，能提供高的抗点蚀、抗疲劳性能。

齿轮传动的特点优点 1、瞬时传动比恒定，工作平稳性较高；2、采用非圆齿轮传动，瞬时传动比可按所需变化规律实际；3、传动比变化范围大，特点是采用行星传动或少齿差传动时，传动比变化特别大。

可用于减速或增速传动；4、速度范围大，节线速度可从v ＜0.1m/s 达到200m/s ，或更高。

转速可从n ＜1r/min 到20000r/min ，或更高；5、传动功率范围大，承载能力高。

高速齿轮的传动功率可达到P=50000kW ，或更大。

低速重载齿轮的转矩可达到140t ·m ，或更大；6、传动效率高，特别是精度比较高的圆柱齿轮，效率可达到η=0.99，或更高；7、结构紧凑，特别是采用了行星传动和少齿差传动时，可以使齿轮箱更加紧凑。

并能用于同心或偏心距很小的传动；8、使用寿命长，一般为5~10年，较好的情况可道20~30年。

缺点 1、运动中有噪声、冲击和振动，并产生动载荷；2、无过载保护作用；3、用于精度要求较高的齿轮或特殊齿形时，需要高精度的机床、刀具和量仪，制造工艺复杂，成本比较高。

齿轮传动齿轮与齿条正确啮合的条件是基节相等，齿条基节是其相邻同侧直线齿形的垂直距离，即pb =pcos α=лm cos α。

机械专业试题库一、填空题（240题）：1、设备要保持清洁，做到“四无”“六不漏”，“四无”是指无积灰、无杂物、无松动、无油污；“六不漏”指不漏油、不漏水、不漏气、不漏电、不漏风、不漏灰。

2、润滑“五定”指定点、定时、定量、定质、定人。

3、通常所说的六分管是指指公称直径为20mm镀锌柱管，在其上加工的圆柱管螺纹座表示为G3/4″。

4、螺纹六要素是指牙型、外径、螺距（导程）、头数、精度和旋转方向。

5、所谓焊接规范是指焊条直径、焊接电流、焊接速度和电弧长。

6、按作用原理的不同，常用千斤顶有机械式和液压式两大类，按结构形式的不同又可分为整体式和分离式。

7、规格为19的呆扳手可用来装拆的螺栓规格应为M12。

8、测量调整圆锥滚子轴承的轴向游隙常用的方法是压铅丝法。

9、润滑剂的主要作用有润滑作用、冷却作用、防锈作用、清洗作用、缓冲和减振作用及密封作用。

10、轴承内径与轴的配合采用基孔制，而轴承外径与轴承座配合采用基轴制。

11、根据轴承结构的不同，滚动轴承要控制的游隙分为轴向游隙和径向游隙两类。

12、1/50mm游标卡尺，副尺上的50格总长度为49mm。

13、钢的切割过程包括预热、氧化和吹渣。

14、在英制尺寸单位中，1英寸=25.4mm，因此127mm=5英寸。

15、碳钢按含碳量可分为低碳钢、中碳钢、高碳钢，其中45钢是指平均含碳量为0.45%，属中碳钢。

16、篦板材质为ZGCr25ni12，其中平均含铬量为25%，平均含镍量为12%。

17、根据碳在铸铁中的存在形态不同，铸铁的组织、性能也不同，通常可分为白口铸铁、灰铸铁、可锻铸铁及球墨铸铁。

18、形位分差实际上就是形状公差和位置公差的简称。

19、在齿轮传动中，最常用的齿形曲线是渐开线，分度圆上的标准压力角为20°。

20、一个标准直齿圆柱齿轮，其模数m=2，齿数z=26，则其分度圆直径=52mm，周节=6.28mm。

21、常见的液压泵有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。

车工中级（四级）模拟题一、单选题（共90题，每题1分，共90分）1.以下四种车刀的主偏角数值中，主偏角为( )时，它的刀尖强度和散热性最佳。

A、45 度B、90 度C、95 度D、75 度正确答案：A2.闭环系统数控机床安装调试合格后，其位置精度主要取决于( )。

A、位置检测及反馈系统的精度B、驱动装置的精度C、计算机的运算精度D、机床机械结构的精度正确答案：A3.金属在交变应力循环作用下抵抗断裂的能力是钢的( )。

A、强度和塑性B、硬度C、疲劳强度D、韧性正确答案：C4.程序段号的作用之一是( )。

A、解释指令的含义B、确定刀具的补偿量C、便于对指令进行校对、检索、修改D、确定坐标值正确答案：C5.立式车床在结构布局上的另一个特点是；不仅在立柱上装有（）刀架，而且在衡量上还装有立刀架。

A、四方B、正C、侧D、水平正确答案：C6.选择加工表面的设计基准为定位基准的原则称为( )。

A、互为基准B、自为基准C、基准统一D、基准重合正确答案：D7.G11/2螺纹，已知牙形高度为0.6403P(P=螺距)，每吋内11牙。

车削螺纹的切深是( )mm。

A、1.814B、1.451C、2.309D、1.4785正确答案：D8.英制螺纹的基本尺寸是指（）。

A、内螺纹的小径B、外螺纹的小径C、内螺纹的大井D、外螺纹的打井正确答案：C9.刀尖半径左补偿方向的规定是( )。

A、沿工件运动方向看，工件位于刀具左侧B、沿刀具运动方向看，工件位于刀具左侧C、沿刀具运动方向看，刀具位于工件左侧D、沿工件运动方向看，刀具位于工件左侧正确答案：C10.车削细长轴时一般选用45°车刀、75°左偏刀、90°左偏刀、（）刀、螺纹刀好中心钻等。

A、机夹B、切槽C、圆弧D、镗孔正确答案：B11.将工件圆锥套立在检验平板上，将直径为D的小钢球放入孔内，用深度千分尺测出钢球最高点距工件（）的距离。

A、外圆B、心C、端面D、孔壁正确答案：C12.蜗杆的用途；蜗轮、蜗杆传动，常用于做减速运动的( )机构中。

渗碳淬火工艺1、钢的淬火钢的淬火与回火是热办理工艺中最重要，也是用途最广泛的工为了除去淬火钢的剩余应力，淬火能够明显提升钢的强度和硬度。

序。

获取不一样强度，硬度和韧性配合的性能，需要配以不一样温度的回火。

所以淬火和回火又是不行切割的、密切连接在一同的两种热办理工艺。

淬火、回火作为各样机器部件及工、模具的最后热办理是给予钢件最后性能的重点工序，也是钢件热办理增强的重要手段之一。

淬火的定义和目的而后以大于临界冷却保温一准时间，把钢加热到奥氏体化温度，钢件淬火后获取马氏体或这类热办理操作称为淬火。

速度进行冷却，20CrNiMo 资料淬火、回火工艺。

下贝氏体组织。

图 4 为渗碳齿轮2温830℃度℃油冷200℃8 空冷时间 h资料淬火、回火工艺Mo 渗碳齿轮20CrNi 图 42淬火的目的一般有：提升工具、渗碳工件和其余高强度耐磨机器部件等的强度、硬度和耐磨性。

比如高速工具钢经过淬火回火后，硬度可达63HRC，且拥有优秀的红硬性。

渗碳工件经过淬火回火后，硬度可达58~63HRC。

构造钢经过淬火和高温回火（又称调质）以后获取优秀综协力学性能。

比如汽车半轴经淬火和高温回火（280~320HB）及外圆中频淬火后，不单提升了花键耐磨性，并且使汽车半轴蒙受扭转、曲折和冲击载荷能力（特别是疲惫强度和韧性）大为提升。

淬火时，最常用的冷却介质是水、盐水、碱水和油等。

往常碳素钢用水冷却，水价廉易得，合金钢用油来冷却，但对要求高硬度的轧辊采用盐水或碱水冷却，辊面经淬火后硬度高而均匀，但对操作要求特别严格，不然简单产生开裂。

钢的淬透性2.2.1 淬透性的基本观点所谓钢材的淬透性是指钢在淬火时获取淬硬层深度大小的能力（即钢材淬透能力），其大小用钢在必定条件下（顶端淬火法）淬火获取的有效淬硬层深度来表示，淬透性是每种钢材所固有的属性，淬硬层愈深，就表示钢的淬透性愈好,比如 45、40Cr 、42CrMo 钢三种试样，按同样条件淬火后（油冷却），经检测 45 钢能被淬透的最大直径（称临界直径）φ 10mm；40Cr 钢能被淬透的最大直径φ22mm;142CrMo 钢能被淬透的最大直径φ40mm。

渗碳后齿轮表层和心部硬度不同的原因详解
齿轮作为机械传动中的核心部件，其硬度分布直接影响到耐磨性、疲劳强度以及齿面接触疲劳强度。

尤其在渗碳处理后，其表层与心部的硬度差异被进一步放大。

这一差异的产生，不仅与渗碳工艺本身有关，还与后续的加工和热处理环节紧密相连。

首先，我们来谈谈渗碳工艺的影响。

渗碳的主要目的是增加表层碳含量，从而为其赋予所需的高硬度和耐磨性。

在渗碳过程中，时间和温度是最为关键的因素。

随着渗碳时间的延长，表层碳的扩散逐渐深入，但过长的渗碳时间可能导致心部碳含量过高，反而降低其韧性。

与此同时，渗碳温度的控制更是重中之重。

温度过低，碳原子难以充分渗透；温度过高，又可能导致工件表面出现过多的碳聚集，形成粗大的晶粒结构，影响硬度。

此外，气氛也是一大影响因素。

不同的渗碳气氛，如煤油、甲醇和丙酮等，与工件表面相互作用，直接影响着碳的吸收与扩散。

而淬火作为热处理中的关键环节，其冷却速度直接决定着齿轮的硬度和内部组织结构。

冷却过快可能导致表面过度硬化，甚至产生微裂纹；冷却过慢又可能使心部保持较高的韧性。

此外，磨削加工中的微小细节也不容忽视。

例如，砂带磨削时轻微的力度变化都可能影响齿轮表面的粗糙度，进而影响其硬度的均匀性。

而清洗环节中的残留物和清洗剂也可能与之前的处理环节相互影响，间接导致硬度分布不均。

综上所述，渗碳后齿轮表层和心部硬度之所以存在差异，是因为多方面的工艺参数相互制约、共同作用。

这其中既涉及到了基础理论的科学性，也包含了实际操作中的经验积累。

正是这些因素的精确控制与协同作用，才使得现代机械齿轮的性能得以持续提升。