从齿轮加工生产过程的耗费来考虑。首先,采用不同的热处理方法相对加工费用也不一样,如12CrNi3A钢渗碳表面淬火的费用要比氮化处理的费用少得多,而碳氮共渗又具有生产周期短和成本低的特点。其次,通过改进热处理工艺也可以降低成本。如某齿轮工作时在高速、中载且承受中等冲击条件下,原选用中合金高级渗碳钢18cr2Ni4WA材料,其经过910-940℃渗碳,850℃淬火,180-200℃回火后机械性能的抗拉强度≥1177Mpa、屈服强度≥834Mpa、延伸率≥10%、断面收缩率≥45%,冲击韧性≥980kJ/m2,硬度为58-62HRC。虽能满足齿轮加工的使用性能和工艺性能,但零件的价格高。现选用价格相对便宜的低碳中合金、中淬透性渗碳钢20CrMnTi。经过910-940℃渗碳,870℃淬火,180-200℃回火后机械性能的抗拉强度≥1100Mpa、屈服强度≥850Mpa、延伸率≥10%、断面收缩率≥45%,冲击韧性≥680,硬度为58-62HRC。仅此一项改进,材料费用不仅大大降低,而且满足了其使用性能和工艺性能。提高材料的利用率,提高材料采购的计划性,以减少库存积压、加快资金流动,方便储存和保管以及降低材料的成本消耗。**后,我们还可以通过改进工艺来提高经济效益。如模锻件生产的模锻工艺已突破传统工艺的要求,在提供成型毛坯时,可利用少无切削工艺,模锻与机械精加工相结合,部分或全部取代切削加工直接生产零件,或在生产中采用成组技术与工艺,也可提高产品质量、生产效率和降低成本。
例如,在确定大、小齿轮硬度时应注意使小齿轮的齿面硬度比大齿轮的齿面硬度高30-50HBS,这是因为小齿轮受载荷次数比大齿轮多,且小齿轮齿根较薄,强度低于大齿轮。为使两齿轮的轮齿接近等强度,小齿轮的齿面要比大齿轮的齿面硬一些。
另一方面,根据材料的使用性能确定了材料牌号后。要明确材料的机械性能或材料硬度,然后我们可以通过不同的热处理工艺达到所要求的硬度范围,从而赋予材料不同的机械性能。如材料为40Cr合金钢的齿轮,当840-860℃油淬,540-620℃回火时,调质硬度可达28-32HRC,可改善组织、提高综合机械性能;当860-880℃油淬,240—280℃回火时,硬度可达46-51HRC,则钢的表面耐磨性能好,芯部韧性好,变形小;当500-560℃氮化处理,氮化层0.15-0.6mm时,硬度可达52-54HRC,则钢具有高的表面硬度、高的耐磨性、高的疲劳强度,较高的抗蚀性和抗胶合性能且变形极小;当通过电镀或表面合金化处里后,则可改善齿轮工作表面摩擦性能,提高抗腐蚀性能。
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