服務(wù)熱線：
高速齒輪材料選擇及熱處理 質(zhì)量控制的一般規(guī)定
發(fā)布時(shí)間：
2020-07-21
作者：
來(lái)源：
1 主題內(nèi)容與適用范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了透平發(fā)電機(jī)組、透平壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、離心泵等所用漸開(kāi)線高速齒輪的材料選擇及
熱處理質(zhì)量控制。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于制造高速齒輪裝置時(shí)，對(duì)齒輪材料及熱處理質(zhì)量的控制和檢測(cè)。
2 引用標(biāo)準(zhǔn)
GB 225 鋼的淬透性末端淬火試驗(yàn)方法
GB 226 鋼的低倍組織及缺陷酸蝕試驗(yàn)法
GB 230 金屬洛氏硬度試驗(yàn)方法
GB 231 金屬布氏硬度試驗(yàn)方法
GB 1591 低合金結(jié)構(gòu)鋼
GB 1979 結(jié)構(gòu)鋼低倍組織缺陷評(píng)級(jí)圖
GB 3077 合金結(jié)構(gòu)鋼技術(shù)條件
GB 4341 金屬肖氏硬度試驗(yàn)方法
GB 4342 金屬顯微維氏硬度試驗(yàn)方法
GB 5030 金屬小負(fù)荷維氏硬度試驗(yàn)方法
GB 5216 保證淬透性結(jié)構(gòu)鋼技術(shù)條件
GB 5617 鋼的感應(yīng)淬火或火焰淬火后有效硬化層深度的測(cè)定
GB 6394 金屬平均晶粒度測(cè)定法
GB 9450 鋼件滲碳淬火有效硬化層深度的測(cè)定和校核
ZB J17 001 齒輪滲氮、氮碳共滲工藝及質(zhì)量控制
ZB J36 009 鋼件感應(yīng)淬火金相檢驗(yàn)
HB 5022 滲碳、碳氮共滲、氮化零件金相組織檢驗(yàn)
3 質(zhì)量控制基本要求
3. 1 材料選擇原則
選擇高速齒輪材料時(shí)應(yīng)綜合考慮以下內(nèi)容：
3. 1. 1 材料的化學(xué)成分、機(jī)械性能及機(jī)械加工性能。
3. 1. 2 應(yīng)根據(jù)高速齒輪的工作條件、熱處理工藝(調(diào)質(zhì)或表面硬化處理)確定所用鋼號(hào)。
3. 1. 3 對(duì)承受重負(fù)荷并有沖擊的高速齒輪，應(yīng)選用鎳、鉻、鉬鋼或鎳鉬鋼。
3. 1. 4 高速齒輪應(yīng)采用保證淬透性的結(jié)構(gòu)鋼。
機(jī)械電子工業(yè)部1991-06-11 批準(zhǔn)
中 華 人 民 共 和 國(guó) 機(jī) 械 行 業(yè) 標(biāo) 準(zhǔn)
高速齒輪材料選擇及熱處理
質(zhì)量控制的一般規(guī)定
JB/T 5078 -1991
1992-07-01 實(shí)施
JB/T 5078 -1991
2
3. 1. 5 制造高速齒輪的材料應(yīng)具有較高的純度及尺寸穩(wěn)定性。
3. 1. 6 材料的經(jīng)濟(jì)合理性。
3. 2 原材料及齒坯的質(zhì)量控制
3. 2. 1 原材料或齒坯必須附有合格證明或質(zhì)量保證書。檢驗(yàn)部門負(fù)責(zé)按照采購(gòu)定貨單要求或圖樣規(guī)定
檢驗(yàn)其尺寸、外觀和硬度，并按技術(shù)要求檢查鋼材化學(xué)成分、低倍組織(酸蝕、硫印、夾雜物)淬透
性、晶粒度和機(jī)械性能。
3. 2. 2 原材料檢驗(yàn)單或齒坯檢驗(yàn)記錄應(yīng)交檢驗(yàn)部門和質(zhì)量管理部門存檔。
3. 2. 3 經(jīng)檢驗(yàn)不合格的原材料或齒坯，應(yīng)標(biāo)上“不準(zhǔn)使用”的記號(hào)，封存待處理。
3. 2. 4 原材料的代用，須經(jīng)有關(guān)單位會(huì)簽，總工程師或技術(shù)副廠長(zhǎng)批準(zhǔn)后方可投產(chǎn)使用。
3. 2. 5 制造高速齒輪的原材料必須經(jīng)過(guò)退火或正火處理，使組織均勻、機(jī)械性能符合要求并具有良好
的加工性能。
3. 2. 6 為降低硬度，改善加工性能，齒坯應(yīng)進(jìn)行退火或正火處理。
3. 3 預(yù)先熱處理質(zhì)量控制
3. 3. 1 滲碳的高速齒輪齒坯均應(yīng)進(jìn)行正火處理，正火在粗車后進(jìn)行。
3. 3. 2 滲氮的高速齒輪齒坯均應(yīng)進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，調(diào)質(zhì)在粗車后進(jìn)行，調(diào)質(zhì)時(shí)，回火溫度應(yīng)高于氮化溫
度 10℃以上，但最低回火溫度不得低于 550℃。
3. 3. 3 感應(yīng)淬火的高速齒輪齒坯，必須進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，調(diào)質(zhì)的硬度范圍應(yīng)為 240~340HB。
3. 4 最終熱處理質(zhì)量控制
3. 4. 1 滲碳淬火
高速齒輪在氣體滲碳后淬火之前，應(yīng)先用隨爐試樣進(jìn)行淬火試驗(yàn)，在確定其工藝可靠后方可進(jìn)行
處理。試樣的檢驗(yàn)項(xiàng)目有：
a. 用載荷為 9.8N 的維氏硬度計(jì)在試棒中間部位測(cè)量有效硬化層深度，測(cè)量方法按 GB 9450 及 GB
4342 或 GB 5030 規(guī)定進(jìn)行。試棒尺寸按下表規(guī)定：
mm
試 棒 尺 寸 齒 輪 模 數(shù)
m 直 徑 D 長(zhǎng) 度 L
≤5 16 50
>5~16 25 50
>16 ≥s (12~31)s
注：s 為分度圓齒厚。
b. 在金相顯微鏡下觀察滲層組織，并按 HB 5022 進(jìn)行評(píng)級(jí)。正常的顯微組織應(yīng)為細(xì)晶回火馬氏
體的基體上分布著彌散的碳化物，不允許出現(xiàn)嚴(yán)重的碳化物網(wǎng)或大塊碳化物聚集現(xiàn)象。
c. 當(dāng)要求測(cè)定碳濃度分布曲線時(shí)，可采用剝層試棒(直徑 30mm，長(zhǎng)度 150mm)測(cè)定。如無(wú)特
殊要求，滲碳高速齒輪最表層的碳濃度應(yīng)在 0.75%~0.95%之間。
3. 4. 2 感應(yīng)淬火
3. 4. 2. 1 新產(chǎn)品的高速齒輪在感應(yīng)淬火前，應(yīng)先在試驗(yàn)齒輪上用選定的感應(yīng)器進(jìn)行淬火工藝試驗(yàn)，首
先檢查表面是否有裂紋，然后解剖檢查齒面硬度、硬化層深度、硬化層沿齒廓分布的均勻性及金相組
JB/T 5078 -1991
3
織。只有當(dāng)上述檢驗(yàn)項(xiàng)目均符合技術(shù)要求后，才可對(duì)高速齒輪進(jìn)行淬火處理。
3. 4. 2. 2 對(duì)老產(chǎn)品高速齒輪，應(yīng)堅(jiān)持淬火工藝的首檢程序，即先淬一個(gè)齒，由質(zhì)量檢驗(yàn)員對(duì)其表面裂
紋、表面硬度及硬化層分布進(jìn)行檢查，首檢合格并由檢驗(yàn)員簽字后才可往下進(jìn)行淬火。
3. 4. 3 滲氮處理
滲氮齒輪應(yīng)用隨爐仿形試樣，對(duì)表面疏松、擴(kuò)散層化合物形態(tài)、化合物層厚度進(jìn)行檢查。
3. 5 對(duì)熱處理設(shè)備和工藝的要求
3. 5. 1 對(duì)于氣體滲碳(或碳氮共滲)設(shè)備，應(yīng)能有效控制碳勢(shì)。
3. 5. 2 一般情況下，在滲碳工藝中碳勢(shì)應(yīng)控制在 0.75%~0.95%范圍內(nèi)，重要的高速齒輪還應(yīng)通過(guò)對(duì)試
樣的定碳分析來(lái)控制碳勢(shì)，其試樣尺寸為直徑 30mm，長(zhǎng)度 150mm，自表面依次剝層 0.15,0.10,0.10mm
來(lái)進(jìn)行定碳分析。
3. 5. 3 滲氮工藝參數(shù)要綜合考慮高速齒輪的表面狀態(tài)、氨分解率、溫度和滲氮時(shí)間等因素。滲氮前，
應(yīng)清除高速齒輪表面的氧化物或臟物。
3. 5. 4 感應(yīng)淬火所用感應(yīng)器應(yīng)保證高速齒輪能獲得要求的硬化層分布，軸用夾具應(yīng)對(duì)中，最大偏心量
應(yīng)控制在 0.05mm 之內(nèi)。
4 質(zhì)量檢測(cè)基本要求
4. 1 原材料及齒坯的質(zhì)量檢測(cè)
4. 1. 1 原材料的化學(xué)成分應(yīng)符合 GB 3077 規(guī)定，每爐均應(yīng)進(jìn)行檢查。
4. 1. 2 齒坯粗車后，每件均應(yīng)進(jìn)行超聲波探傷或磁粉探傷。
4. 1. 3 原材料晶粒度應(yīng)按 GB 6394 規(guī)定分爐號(hào)每批進(jìn)行檢查和判定。
4. 1. 4 若技術(shù)條件有淬透性要求，應(yīng)按 GB 225 進(jìn)行試驗(yàn)檢查。
4. 1. 5 原材料的硬度應(yīng)按訂貨要求或圖樣規(guī)定每批進(jìn)行檢查。
4. 1. 6 若技術(shù)條件規(guī)定進(jìn)行機(jī)械性能試驗(yàn)，試棒應(yīng)取自該齒坯本體材料，機(jī)械性能指標(biāo)不得低于 GB
1591 或 GB 3077 的規(guī)定。
4. 1. 7 原材料的低倍組織每批按 GB 226 和 GB 1979 規(guī)定抽查。
4. 2 預(yù)先熱處理的質(zhì)量檢測(cè)
4. 2. 1 預(yù)先熱處理(正火或調(diào)質(zhì))后的齒坯，應(yīng)按圖樣規(guī)定檢查每件的布氏硬度。在齒寬中部齒面上
沿圓周方向?qū)ΨQ測(cè) 4 點(diǎn)，直徑大于 2000mm 的齒坯應(yīng)適當(dāng)增加測(cè)量點(diǎn)數(shù)，硬度全部合格計(jì)為合格，測(cè)
定方法按 GB 231 規(guī)定。
4. 2. 2 對(duì)圖樣或合同中有特殊要求的高速齒輪，調(diào)質(zhì)或正火后，可用隨爐試樣檢查金相組織。
4. 2. 3 若圖樣中有明文規(guī)定，還應(yīng)對(duì)預(yù)先熱處理后的齒坯進(jìn)行超聲波探傷或磁粉探傷，并進(jìn)行機(jī)械性
能試驗(yàn)，試棒應(yīng)取自該齒坯本體材料。
4. 3 最終熱處理后的質(zhì)量檢測(cè)
4. 3. 1 齒面硬度
4. 3. 1. 1 高速齒輪應(yīng)按圖樣要求檢查每件的齒面硬度。
4. 3. 1. 2 齒面硬度在齒寬中部齒面上沿圓周方向?qū)ΨQ測(cè) 4 點(diǎn)，對(duì)于直徑大于 2000mm 的齒輪可適當(dāng)
增加測(cè)量點(diǎn)數(shù)，硬度全部合格計(jì)為合格。測(cè)量方法按 GB 230 或 GB 4341 規(guī)定。對(duì)于齒寬大于 100mm
JB/T 5078 -1991
4
的齒輪，應(yīng)在齒寬方向適當(dāng)增加測(cè)量點(diǎn)數(shù)。
4. 3. 1. 3 對(duì)于調(diào)質(zhì)的高速齒輪，允許在輪齒端面、人字齒輪的退刀槽處、軸齒輪輪齒附近的部位(支
承頸部位除外)進(jìn)行硬度檢測(cè)。
4. 3. 2 有效硬化層深度
高速齒輪應(yīng)根據(jù)不同的表面硬化工藝，按 GB 9450、GB 5617 或 ZB J17 001 規(guī)定，采用隨爐仿形
試樣檢查每爐的有效硬化層深度。
4. 3. 3 滲層金相組織
4. 3. 3. 1 滲碳(或碳氮共滲)淬火后的高速齒輪應(yīng)根據(jù)圖樣要求，采用隨爐仿形試樣，按 HB 5022
規(guī)定，對(duì)碳化物、殘余奧氏體及馬氏體進(jìn)行評(píng)級(jí)。
4. 3. 3. 2 氣體滲氮的高速齒輪應(yīng)根據(jù)圖樣要求，采用隨爐仿形試樣，按 HB 5022 規(guī)定，對(duì)表面疏松、
擴(kuò)散層的化合物形態(tài)、化合物層厚度進(jìn)行評(píng)級(jí)。
4. 3. 3. 3 感應(yīng)淬火的高速齒輪應(yīng)根據(jù)圖樣要求，按 ZB J36 009 規(guī)定，對(duì)硬化層的馬氏體進(jìn)行評(píng)級(jí)。
4. 3. 4 心部硬度和心部組織
心部硬度根據(jù)圖樣要求采用隨爐仿形試樣檢查，心部組織按 HB 5022 檢查。
4. 3. 5 熱處理變形量的檢查
當(dāng)熱處理工藝不穩(wěn)定時(shí)應(yīng)定期抽查熱處理變形量。測(cè)量最終熱處理前后的齒形、齒向數(shù)據(jù)加以對(duì)
比。最大熱處理變形量不應(yīng)超過(guò)磨削余量的 50%。
4. 4 對(duì)檢測(cè)結(jié)果和試驗(yàn)報(bào)告的基本要求
4. 4. 1 應(yīng)將檢測(cè)結(jié)果的復(fù)印件交檢驗(yàn)部門和質(zhì)量管理部門存檔。
4. 4. 2 試驗(yàn)報(bào)告中，應(yīng)注明該試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)號(hào)、技術(shù)要求和實(shí)測(cè)值，并有檢測(cè)人、審定人簽字。必要時(shí)，
還應(yīng)標(biāo)出測(cè)試儀器的型號(hào)和測(cè)量精度。
4. 5 對(duì)不合格齒輪處理的基本要求
凡經(jīng)過(guò)最終檢查被判為不合格品而又無(wú)法修復(fù)的齒輪，均應(yīng)貼上不合格標(biāo)簽，隔離存放，不允許
將其與合格品或回用品混放。