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      淺析齒輪泵元件的零件熱處理工藝方法及注意事項

      2021-09-22 10:20:23

      液壓技術的廣泛應用,對液壓元件的性能和質量提出了越來越高的要求。在性能上要求向高壓、大流量、高轉速、高容積效率等方向發展,在結構上要求微型化,在質量上則要求有高的可靠性。齒輪泵的零件的特點是體積小而精度要求高,在工作過程中承受復雜的服役條件。因此,在選材與熱處理上應保證有高的強度,良好的韌性,高的耐磨性和尺寸穩定性。液壓元件的零件熱處理工藝有如下特點:

      (1)應用預備熱處理,改善材料的組織和性能,為零件最終熱處理做準備。

      (2)普遍應用化學熱處理工藝(滲碳、滲氮、碳氮共滲和硫氮碳共滲等),提高零件的耐磨性和疲勞強度。

      (3)廣泛采用馬氏體分級淬火,減小零件淬火畸變。應用穩定化處理和冷處理,以保持零件的尺寸穩定。

      (4)應用少無氧化脫碳的熱處理方法。

      齒輪泵零件的熱處理

      齒輪泵由泵體、前后泵蓋及在泵體內互相嚙合旋轉的一對齒輪組成。結構簡單、緊湊、工藝性好。在使用中對污物不敏感,工作可靠。它的主要熱處理零件有齒輪、泵軸及泵體等。

      1.齒輪的熱處理

      齒輪泵齒輪在工作時,除與機械傳動齒輪一樣其齒面受到脈動接觸應力和摩擦力作用,齒根受到脈動彎曲應力作用外,整體還受到彎曲疲勞應力作用。為保證泵的性能和使用壽命,齒輪必須具有高的強度和高耐磨性。因此,中、高壓齒輪泵齒輪多采用低碳合金鋼制造,如20CrMnTi,20CrMo等。低壓齒輪泵齒輪則用40Cr鋼制造。

      齒輪泵

      液壓泵齒輪的制造工藝路線安排多是經滾齒、剃齒后進行熱處理,熱處理后齒面不再進行精加工,這就要求在熱處理過程中不能出現氧化、脫碳現象,因而采用爐內油淬的可控氣氛爐。有時在滾齒后進行熱處理,而后再進行珩齒,則允許在熱處理后有微量氧化、脫碳層存在,在這種情況下,可采用井式爐進行滲碳,在油淬前的轉移過程中有少量氧化脫碳。

      為保證齒輪端面和軸頸的垂直度,磨加工應用角度磨床,這時齒輪端面易產生磨削裂紋造成廢品。對此除在磨削工藝上采取措施外,在熱處理工藝上也應采取措施,即嚴格控制表層碳含量[w(C)在0.8%~0.9%之間]和殘留奧氏體量(按GB/T9450標準控制應小于5級)。

      2.齒輪泵軸的熱處理

      軸是傳遞轉矩的零件,工作中受到沖擊扭轉應力和液壓力產生的彎曲疲勞應力作用。軸頸部分還承受磨損。因此泵軸應具有較高的強度和硬度,同時具有良好的韌性。泵軸的失效形式多為軸頭鍵槽處局部斷裂或整體扭斷。中、高壓齒輪泵泵軸采用42CrMo或40Cr鋼制造。當軸與齒輪做成一體時,則與齒輪材料相同(20CrMo,20CrMnTi)。

      3.泵體的熱處理

      齒輪泵泵體材料過去多為高強度灰鑄鐵HT300等。隨著齒輪泵壓力的提高,鑄鐵材料已不能滿足要求。特別是在液壓力作用下,齒輪被推向低壓油腔一側,齒頂與泵體接觸產生刮研,這一現象稱為“掃膛”?!皰咛拧睂Ρ玫膲毫腿莘e效率均產生不良影響。為提高泵體的強度和減少“掃膛”的影響,泵體材料采用變形鋁合金或鑄鋁合金,需經固溶處理并有效強化


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