渤海船舶职业学院
毕业设计（论文）
题目：42CrMo齿轮传动轴的热处理工艺
系：材料工程系 专业：金属材料与热处理 姓名： 吴超 指导教师：王学武 班级：11G541 评阅教师： 学号： 17 完成日期：
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42CrMo齿轮传动轴的热处理工艺
摘要：本文阐明42CrMo齿轮传动轴热处理工艺路线的选用及工艺参数的确定，具体包
括，材料的选择、正火、调制处理、低温回火及齿轮的感应淬火等工艺内容。满足轧机齿轮传动轴的基本技术要求。热处理工艺的制定有利于提高传动轴的质量及加工效率。
关键词：42CrMo齿轮传动轴；调制处理；感应淬火
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目 录
2 42CrMo齿轮传动轴热处理工艺设计 ............................... 5 2.1 齿轮传动轴的服役条件、失效形式及性能要求 ..................................... 5
2.1.1 服役条件、失效形式 ............................................................................................................... 5
2.1.2 性能要求 ................................................................................................................................... 5
2.2 齿轮轴材料的选择 ..................................................................................... 5 2.3 42CrMo齿轮传动轴的热处理工艺设计 .................................................... 6
2.3.1 42CrMo的工艺流程 .................................................................................................................. 6 2.3.2 42CrMo钢的热处理工艺设计 .................................................................................................. 7 （1）预备热处理工序--正火 ............................................................................................................. 7 感应加热淬火工艺原理 ....................................................................................................................... 9
2.4选择设备 .................................................................................................... 10 2.6 42CrMo齿轮传动轴热处理质量检验项目、内容及要求...................... 12 2.8 42CrMo齿轮传动轴热处理常见缺陷的预防和补救方法...................... 13
2.8.1加热时常见的缺陷的预防及补救方法 .................................................................................. 13 （1）过热现象及其预防、补救 ....................................................................................................... 13 2.8.2调质时常见的缺陷的预防及补救方法 .................................................................................. 14 2.8.3感应加热淬火缺陷与预防、补救 .......................................................................................... 15
3.结论 ................................................................................................................ 16 4.致谢 ................................................................................................................ 17 5.参考文献 ..................................................... 19
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1齿轮传动轴热处理概述
齿轮传动轴是轧机中重要的传动部分,主要承受交变载荷，冲击载荷，剪切应力和接触应力大。轴部易产生裂纹，齿部易磨损。因此对齿轮轴的心部要求有一定的强度和韧性，有较高的疲劳极限和抗多次冲击能力。表面还应具有一定的硬度和耐磨性。为了满足这些性能要求，材料要有很好的力学性能，常采用42CrMo钢经正火，调质，感应加热淬火加低温回火已达到所要求的性能。
42CrMo为中碳合金钢，预备热处理是正火，主要目的是为了获得一定的硬度，便于钢坯的切削加工，为调质做好组织准备。调质的目的是为了提高轧机齿轮传动轴的综合力学性能。中频感应加热表面淬火是使零件表面得到高的硬度和耐磨性，而心部仍保持一定的强度及较高的塑性、韧性。
通过对42CrMo钢热处理工艺的分析，就是通过正确的热处理工艺，达到所需要的性能，保证质量。
根据齿轮传动轴的工作条件，失效形式及性能要求，大部分材料选择为合金中碳钢，本设计借鉴了《热处理实用数据速查手册》，《钢的热处理》，《机床零件用钢》，《金属工艺学》等。根据工艺设计的理论基础设定了完整的热处理工艺流程，使热处理的42CrMo中碳合金结构钢表面除具有高硬度，高耐磨性外，高的疲劳强度，在高温下的强度，还要使心部具有高的的强度和韧性，从而满足齿轮轴的质量要求。
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2 42CrMo齿轮传动轴热处理工艺设计
2.1 齿轮传动轴的服役条件、失效形式及性能要求
2.1.1 服役条件、失效形式
齿轮传动轴在转动时主要承受剪切应力，交变弯曲应力，传递动载荷等工作，受到多
次冲击应力。在工作过程中，由于不同的应力作用，导致不同的失效形式，主要有疲劳磨损，裂纹，表面点蚀，弯曲疲劳折断，冲击折断等。
2.1.2 性能要求 （1）具有高的疲劳极限
（2）具有高的抗弯强度 （3）具有较高的韧性 （4）具有高的耐磨性 （5）具有抗多次冲击能力 （6）具有高温下的高强度 （7）具有一定的精度
2.2 齿轮轴材料的选择
齿轮传动轴材料的选用根据齿轮传动轴的工作条件，要求以及性能来确定。 根据要求42CrMo钢的性能符合度非常好，其经过正火，调质，感应加热淬火加低温回火后表面硬度可达HRC50的高硬度，表面耐磨性好，心部硬度可达HRC35~45。42CrMo钢，具有高强度和高韧性，淬透性好，调质后有较高的疲劳极限和抗多次冲击的能力。淬火时变形小，高温时具有高的蠕变强度和持久强度，且无明显的回火脆性。
42CrMo钢中含有的合金元素Cr，Mo。其中铬能增加钢的淬透性并有二次硬化作用。可提高碳钢的硬度和耐磨性. 而含量超过12%时。使钢有良好的高温抗氧化性和耐氧化性介质腐蚀的作用。铬在调质结构钢中的主要作用是提高淬透性。使钢经淬火回火后具有较好的综合力学性能，在渗碳钢中还可以形成含铬的碳化物，从而提高材料表面的耐磨性。而钼在钢中能提高淬透性和热强性。在调质钢中，钼能使较大断面的零件淬深、淬透，提高钢的抗回火性或回火稳定性，使零件可以在较高温度下回火，从而更有效地消除（或降低）残余应力，提高塑性。所以在生产中常常选用42CrMo作为轧机齿轮传动轴的材料。其综合力学性能优良符合质量要求。
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齿轮传动轴的热处理工艺讲解
