齿轮的淬火畸变与淬火冷却速度(在不同的淬火冷却介质中)有很大关系。淬冷烈度越强,工件内外(或厚薄不同处)温差越大,由此产生的应力越大。
淬冷烈度H是淬火冷却介质的冷却能力最常用的表示方法。规定静止水的淬冷烈度H=1,其他淬火冷却介质的淬冷烈度可由与静止水的冷却能力比较而得。冷却能力较大的,H值较大。几种常用淬火冷却介质的淬冷烈度见表6-14。
不同淬火冷却介质的冷却能力是不一样的,所得的内应力大小也不一样。如碳的质量分数wc =0. 30%碳钢水冷的残余应力要比油冷高两倍多。各种淬火冷却介质产生内应力的大小顺序为:盐水、清水、矿物油、空气。其中,炉冷的残余应力最小。来由于各种淬火冷 却介质的冷却能力不同,使工件产生的应力也不同。采用40Cr钢制成的C形环状畸变试样(图6-30)来代替实际齿轮试验,可将试验成本、时间及潜在因素的影响降至最低,用畸变试样可以说明淬火冷却介质和不同冷却速度对试样畸变的影响。畸变试样直径的变化反映了淬火过程的比体积变化,试样缺口宽度(6mm间距)的改变反映了因比体积变化所形成内应力的大小。
将C形环状畸变试样加热到840C,然后在各种不同的淬火冷却介质中冷却,淬火冷却介质循环速度均设定为0. 5m/s,其畸变情况见表6-15。
从表中可见,淬火冷却介质的冷却能力越强,冷却速度越快,C形环状畸变试样越容易通过等温转变曲线的鼻部而淬硬,所以组织应力增大,试样膨胀。 |