齿轮的常用材料及热处理

1、锻钢

是制造齿轮的主要材料，一般采用含碳量为0.1%—0.6%的碳素钢或合金钢。按轮齿表面硬度要求又可分为：HBS≤350和HBS>350两类。

2、铸钢

通常用于尺寸较大(一般d>400～600㎜)、轮坯不宜锻出的齿轮。

3、铸铁  

一般用于尺寸较大而低速的齿轮，并多采用质优的铸铁（如灰铁HT300、球铁QT450—5等）铸造。

4、非金属材料

为消除噪声，对高速、承载小的齿轮，可采用塑料、尼龙、皮革等非金属材料制造，并与金属齿轮相匹配使用。

常用的热处理工艺有：调质、正火（软齿面）；表面淬火、渗碳淬火、渗氮（硬齿面）

    齿轮铸件也被称为铸钢齿轮。这是因为大多数的齿轮都是由铸钢制造的 。在此，我分享一些有关生产齿轮铸件和相关的热处理信息。

    齿轮铸件的重量通常从几公斤到数吨不等。

    齿轮铸件的材料通常使用高碳铸钢，也有些使用含铬、镍、钼的合金钢，以达到很高的抗拉强度。通常大齿轮比小齿轮的物理需求低。

    关于铸造工艺， 通常地板成型工艺就适用并能满足正常需求。至于铸钢齿轮，如从动齿轮，齿轮和惰轮，使用石英砂的地板成型工艺是不错的选择。为什么呢，因为齿轮的大多数的部位都需要加工。所以，你不需要使用更高的铸造工艺。此外，关于中、大型钢铸件， 使用石英砂的地板成型工艺几乎是很好的选择。

    对于开式齿轮传动或含有不清洁的润滑油的闭式齿轮传动，由于啮合齿面间的相对滑动，使一些较硬的磨粒进入了摩擦表面，从而使齿廓改变，侧隙加大，以至于齿轮过度减薄导致齿断。一般情况下，只有在润滑油中夹杂磨粒时，才会在运行中引起齿面磨粒磨损。

    对于高速重载的齿轮传动中，因齿面间的摩擦力较大，相对速度大，致使啮合区温度过高，一旦润滑条件不良，齿面间的油膜便会消失，使得两轮齿的金属表面直接接触，从而发生相互粘结。当两齿面继续相对运动时，较硬的齿面将较软的齿面上的部分材料沿滑动方向撕下而形成沟纹。

    相互啮合的两轮齿接触时，齿面间的作用力和反作用力使两工作表面上产生接触应力，由于啮合点的位置是变化的，且齿轮做的是周期性的运动，所以接触应力是按脉动循环变化的。

    齿面长时间在这种交变接触应力作用下，在齿面的刀痕处会出现小的裂纹，随着时间的推移，这种裂纹逐渐在表层横向扩展，裂纹形成环状后，使轮齿的表面产生微小面积的剥落而形成一些疲劳浅坑。