对齿轮材料的研究

程国明  郑耘  佳木斯职业学院 

[摘要]文章通过对齿轮材料的研究表明，文中指出组成齿轮重要材料的各种类型钢的总体概述。并对组成齿轮的各种钢的性能做出了比较，同时也指出了不同种钢所制造出来的齿轮的各种工作状况下的性能，及其如何应用，并使得怎样更好的发挥其作用。

[关键词]齿轮  材料 钢 

前言

齿轮是机械设备中的关键零件，在大多数机械装置和机器中都将齿轮作为主要的传动零件，要求齿轮既具有优良的耐磨性、又要具备高的抗接触疲劳和抗弯曲疲劳性能，齿轮质量的优劣直接关系到整个设备的使用寿命。而齿轮质量的好坏在很大程度上取决于齿轮材料及其热处理工艺。而本文重在研究组成齿轮的各种材料。

一、无镍或低镍钢齿轮材料

为满足煤矿严酷的工况条件，国外煤矿机械重载齿轮多采用含镍及钼的齿轮材料。近年来，我国多数国产煤矿机械的重载齿轮大都采用18Cr2Ni4WA钢。该钢种的采用基本上消除了断齿等早期失效现象，但这种材料价格偏高，且热处理工艺复杂。中国矿业大学对无镍齿轮钢15CrMn2SiMo及低镍齿轮钢18CrMnNiMo进行了试验研究[5]，结果表明，上述无镍和低镍齿轮钢的静强度及渗碳淬火后的静弯性能与18Cr2Ni4WA相接近；前者的冲击韧性值甚至优于18Cr2Ni4WA；无镍基低镍钢的疲劳性能也可与18Cr2Ni4WA相媲美。目前，18CrMnNiMo钢已在160kW减速器上使用，效果良好。煤炭科学研究总院太原分院在采掘机械重载齿轮材料的选择方面也就无镍齿轮钢15CrMn2SiMo及低镍齿轮钢18CrMnNiMo代替18Cr2Ni4WA问题进行了深入的研究[6]，结果表明，18CrMnNiMo完全可以代替18Cr2Ni4WA。

二、低碳空冷贝氏体钢

天津盛昌齿轮有限公司和天津热处理研究所联合对低碳贝氏体钢及其渗碳工艺在轿车齿轮上的应用进行了深入研究，结果表明，低碳空冷贝氏体钢经930℃渗碳2h，强渗与扩散时间比为1比1。工件表面含碳量为0.85％。对比试验表明，低碳贝氏体钢经过渗碳气淬后，工件变形量明显小于20CrMnTi钢。低碳贝氏体钢不但渗碳工艺性能良好，力学性能优良，而且可采用渗碳气冷淬火从而减少小轿车齿轮渗碳淬火变形量，并可较经济的提高其制造精度和性能，对轿车变速器齿轮、后桥齿轮等零件具有重要推广应用价值[7]。

三、准贝氏体渗碳钢