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第1章 热处理应力的概述1

1.1 热处理应力及其分类1

1.2 热处理残余应力2

第2章 热处理畸变及其原因分析和规律4

2.1 热处理畸变机理4

2.2 热处理畸变的种类4

2.3 外应力与热处理畸变5

2.4 应力与热处理畸变5

2.5 热处理畸变原因分析及畸变规律6

第3章 齿轮的整体热处理畸变与控制11

3.1 环套类齿轮的热处理畸变与控制11

3.1.1 中碳钢环套类齿轮的热处理畸变与控制11

3.1.2 中碳低合金钢环套类齿轮的热处理畸变与控制12

3.2 轴类齿轮的热处理畸变与控制14

3.2.1 轴类齿轮的热处理畸变14

3.2.2 轴类齿轮的热处理畸变影响因素及其控制措施14

3.2.3 中碳钢和中碳合金钢带键槽齿轮轴的热处理畸变与控制17

第4章 齿轮的化学热处理畸变与控制18

4.1 齿轮的渗碳热处理畸变与控制18

4.1.1 齿轮的渗碳热处理畸变19

4.1.2 齿轮的渗碳热处理畸变影响因素23

4.1.3 控制与减小齿轮渗碳热处理畸变的措施27

4.1.4 环形齿轮（盘形齿轮、齿圈）的渗碳热处理畸变与控制41

4.1.5 带内花键齿轮的渗碳淬火畸变与控制44

4.1.6 双联齿轮的渗碳淬火畸变与控制57

4.1.7 齿轮轴的渗碳淬火畸变与控制59

4.1.8 大型齿轮（轴）的渗碳淬火畸变与控制60

4.1.9 大型焊接齿轮的渗碳淬火畸变与控制72

4.1.10 齿轮的碳氮共渗热处理畸变与控制72

4.2 齿轮的渗氮热处理畸变与控制74

4.2.1 渗氮热处理及其特点74

4.2.2 渗氮对齿轮热处理畸变的影响75

4.2.3 齿轮的气体渗氮和离子渗氮畸变与控制75

4.2.4 环套类齿轮的渗氮热处理畸变与控制80

4.2.5 轴类齿轮的渗氮热处理畸变与控制81

4.2.6 齿轮的氮碳共渗热处理畸变与控制84

4.2.7 齿轮的低压真空氮碳共渗技术86

4.2.8 齿轮的深层渗氮技术87

4.2.9 齿轮的稀土催渗氮技术88

第5章 齿轮的感应热处理畸变与控制89

5.1 齿轮的感应热处理及其特点89

5.2 齿轮的感应淬火畸变与控制89

5.2.1 感应淬火的特点90

5.2.2 感应淬火的畸变91

5.2.3 减小与控制齿轮感应淬火畸变的措施93

5.3 齿轮的高频感应淬火畸变与控制99

5.3.1 齿轮的高频感应淬火畸变特点及其影响因素99

5.3.2 不同高频感应淬火方法及其畸变特点100

5.3.3 齿轮高频感应淬火后的畸变101

5.4 齿轮的中频感应淬火畸变与控制114

5.4.1 轴类齿轮的中频感应淬火畸变与控制114

5.4.2 环套类齿轮的中频感应淬火畸变与控制115

5.5 埋液感应淬火畸变控制技术117

第6章 影响齿轮热处理畸变的（其他）因素119

6.1 钢中含碳量对畸变的影响121

6.2 钢中合金元素对畸变的影响122

6.3 钢的淬透性对畸变的影响123

6.4 齿轮形状、截面尺寸对畸变的影响126

6.5 钢的原始组织对畸变的影响128

6.5.1 钢的原始组织对热处理畸变的影响128

6.5.2 连铸坯形对齿轮热处理畸变的影响131

6.6 锻造对畸变的影响132

6.7 毛坯预备热处理对畸变的影响133

6.8 残余应力对畸变的影响134

6.9 淬火加热过程对畸变的影响136

6.10 淬火温度对畸变的影响139

6.11 淬火冷却对畸变的影响140

6.11.1 冷却速度与淬火冷却介质对畸变的影响141

6.11.2 冷却不均匀引起的畸变142

6.11.3 淬火冷却介质温度对畸变的影响143

6.12 淬火操作对畸变的影响144

6.12.1 齿轮装夹及支承方式对畸变的影响144

6.12.2 淬火加热温度及加热均匀性对畸变的影响148

6.12.3 重复淬火对畸变的影响148

6.12.4 淬火冷却对畸变的影响148

6.12.5 其他操作因素对畸变的影响149

6.13 回火、冷处理及时效处理对畸变的影响149

6.13.1 回火对畸变的影响149

6.13.2 冷处理对畸变的影响150

6.13.3 时效处理对畸变的影响151

第7章 减小与控制齿轮热处理畸变的方法与措施152

7.1 合理选材和正确设计152

7.1.1 合理选材152

7.1.2 正确设计齿轮结构156

7.1.3 正确设计齿轮硬度161

7.2 优化锻造162

7.3 采用预备热处理163

7.3.1 预备退火处理163

7.3.2 齿轮半成品的预备热处理164

7.3.3 铸钢齿轮的预备热处理166

7.3.4 渗碳齿轮毛坯的预备热处理170

7.3.5 渗碳齿轮毛坯的等温正火处理171

7.3.6 预备调质处理174

7.4 消除机械加工残余应力177

7.4.1 合理选择切削用量177

7.4.2 热处理前的残余应力消除177

7.5 合理调整冷热加工工序180

7.5.1 畸变试样及畸变试验180

7.5.2 合理安排冷热加工工序180

7.5.3 预留加工余量182

7.5.4 进行预先修正183

7.5.5 采用预先胀大花键孔方法185

7.5.6 感应加热预先收缩内孔方法186

7.5.7 采用“去渗碳层→二次加热淬火”方法187

7.6 合理选择装炉及支承方式187

7.7 减小热应力189

7.7.1 选择合理的加热方法189

7.7.2 选择适当的淬火加热温度、加热速度和保温时间189

7.7.3 提高淬火油温度193

7.7.4 采用分级淬火工艺195

7.7.5 采用等温淬火工艺199

7.7.6 采用亚温淬火（临界温度淬火）工艺201

7.7.7 采用喷液淬火方法203

7.7.8 合理选择淬火冷却介质及淬火方式204

7.8 改进热处理工艺与材料214

7.8.1 采用渗氮（或氮碳共渗）工艺代替渗碳淬火214

7.8.2 采用“中碳钢调质＋感应淬火”代替渗碳淬火214

7.8.3 采用局部感应淬火代替整体加热淬火216

7.8.4 采用盐浴快速加热淬火工艺216

7.8.5 采用碳氮共渗代替渗碳淬火217

7.8.6 采用“正火＋回火”代替调质处理218

7.8.7 改变齿轮材料220

7.9 采用减小齿轮畸变的热处理工艺方法与装备221

7.9.1 减小齿轮畸变的热处理工艺方法222

7.9.2 减小细长齿轮轴、薄片盘形齿轮和薄壁齿套畸变的工艺方法222

7.9.3 减小复杂齿轮体积畸变和翘曲畸变的工艺方法223

7.9.4 减小齿轮时效畸变的工艺方法225

7.9.5 采用压床淬火226

7.10 采用先进的工艺和装备减小与控制齿轮热处理畸变233

7.10.1 采用低压真空热处理炉与高压气淬设备及其工艺233

7.10.2 采用激光热处理技术与装备238

7.10.3 采用稀土渗碳（碳氮共渗）技术与BH催渗碳技术241

7.10.4 采用双频感应淬火技术与装备244

7.10.5 采用渗碳后感应淬火技术245

7.10.6 采用新的模压式感应淬火技术247

7.10.7 采用同步双频感应淬火技术248

7.11 采用微小畸变钢材减小齿轮畸变250

第8章 齿轮热处理畸变的校正252

8.1 齿轮热处理畸变的校正方法252

8.1.1 冷态校正方法253

8.1.2 热态校正方法254

8.1.3 淬火状态校正方法255

8.1.4 回火校正方法256

8.2 轴类齿轮热处理畸变的校直方法256

8.2.1 冷态校直方法256

8.2.2 热态校直方法258

8.3 环套类齿轮热处理畸变的校正方法260

8.3.1 收缩（内）孔方法260

8.3.2 胀大（内）孔方法266

8.3.3 使用胎具回火定型校正方法266

8.3.4 采用回火校正花键孔方法267

8.3.5 采取喷砂校正方法268

8.3.6 环形齿轮圆度畸变的热点校正方法268

8.3.7 采用淬火压床的校正方法268

8.3.8 采用圆度校正机校正圆度畸变方法269

8.3.9 采用翻面装夹方式校正畸变方法270

8.3.10 齿轮花键孔的校正方法271

8.3.11 齿轮的感应加热应力校正方法271

8.3.12 齿轮的双液淬火收缩内孔方法273

8.3.13 齿轮的淬火校正方法273

8.3.14 缩孔齿轮的化学酸蚀挽救方法274

8.3.15 渗碳齿轮的旋转校直方法275

8.4 齿轮齿形的校正方法275

8.4.1 齿部校正275

8.4.2 硬齿面切削加工校正方法276

第9章 齿轮的热处理裂纹原因分析与防止措施278

9.1 淬火残余应力的类型、作用特点及裂纹的形成规律278

9.1.1 淬火残余应力的类型278

9.1.2 淬火残余应力的作用特点及裂纹的形成规律279

9.1.3 淬火应力对工件裂纹的作用279

9.2 热处理裂纹的分类280

9.3 热处理裂纹的特征与类型280

9.3.1 淬火裂纹的特征281

9.3.2 热处理裂纹的类型282

9.4 形成齿轮淬火裂纹的影响因素287

9.4.1 钢的化学成分对淬火裂纹的影响288

9.4.2 原材料缺陷对齿轮淬火时形成裂纹的影响293

9.4.3 齿轮结构对形成裂纹的影响296

9.4.4 淬火前的原始组织及应力状态对形成裂纹的影响298

9.4.5 加热因素对形成淬火裂纹的影响300

9.4.6 冷却因素对形成淬火裂纹的影响302

9.4.7 齿轮表面脱碳对形成淬火裂纹的影响303

9.4.8 回火对形成裂纹的影响304

9.5 防止齿轮形成裂纹的方法与措施304

9.5.1 合理设计齿轮结构与优选钢材305

9.5.2 改善齿轮锻造质量307

9.5.3 适当安排冷热加工工序及正确选择预备热处理307

9.5.4 正确选择加热介质、加热温度及保温时间308

9.5.5 消除齿轮的残余应力310

9.5.6 合理选用淬火冷却介质和淬火方法310

9.5.7 预防白点退火316

9.5.8 防止淬火裂纹的其他方法317

9.6 齿轮的感应淬火裂纹形成原因及其防止措施320

9.6.1 齿轮结构或表面质量造成的淬火裂纹及其防止措施323

9.6.2 齿轮材料因素造成的淬火裂纹及其防止措施325

9.6.3 加热温度过高或加热不均造成的淬火裂纹及其防止措施326

9.6.4 冷却条件不良造成的淬火裂纹及其防止措施326

9.6.5 齿轮的喷液及浸液感应淬火328

9.6.6 齿轮高频感应淬火裂纹特征及其形成原因和防止措施329

9.6.7 齿轮中频感应淬火裂纹的形成原因及其防止措施335

9.6.8 采用埋液感应淬火预防齿轮感应淬火裂纹338

9.6.9 齿轮超音频感应淬火裂纹形成原因及其防止措施338

9.7 齿轮的化学热处理裂纹形成原因及其防止措施340

9.7.1 渗碳齿轮表面裂纹形成原因及其防止措施340

9.7.2 渗氮齿轮表面裂纹形成原因及其防止措施350

9.8 齿轮的喷丸处理形成裂纹原因及其防止措施352

9.9 齿轮的磨削裂纹形成原因及其防止措施352

9.9.1 齿轮磨削裂纹的特征353

9.9.2 齿轮的磨齿裂纹354

9.9.3 齿轮花键的磨削裂纹354

9.9.4 齿轮磨削裂纹与淬火裂纹的区别354

9.9.5 齿轮的磨削裂纹产生原因分析354

9.9.6 防止齿轮磨削裂纹的措施355

9.9.7 防止齿轮磨削裂纹的实例358

9.10 调质齿轮淬火裂纹形成原因分析及其防止措施359

参考文献361