D0I:10.13374/i.1ssnm1001-053x.1992.05.006 北京科技大学学报 第14卷第5期 Vol.14 No.5 1992年9月 Journal of University of Science and Technology Beijing Sept.1992 钒钛球铁齿轮的基础性能① 易秉钺* 朱孝录* 摘要:作者对等温淬火的钒钛球铁齿轮进行了7种基础性能试验,结果表明:这种齿轮的接 触疫劳极限一值、抗磨损能力、结构阻尼比和降低噪声等方面具有优良的性能,而弯曲疲 劳强度较低。用这种钒钛球铁制造QJ系列减速器齿轮,其承载能力可提高50%. 关健词:球委铸铁,齿轮,疲劳,磨损,噪声 Some Properties of V-Ti Spheroidal Graphite Cast Iron Gears Yi Bingyue·Zhu Xiaolu ABSTRACT:Seven kinds of properties for V-Ti spheroidal graphite cast iron gears have been investi- gated.The results show that these gears have advantages,such as the endurance limit values oruim,the wear resistant ability,the structural damping rations and reducing the noise etc. KEY WORDS:ductile iron,gear,fatigue,wear,noise 80年代初开发的一种等温淬火球铁(Austempered Ductile Iron,简称ADI)齿轮材料被认 为是一种很有前途的新材料1~)。 我国有丰富的钒钛资源。70年代末,我国加入钒钛元素制造的ADI齿轮,比国外ADI齿 轮性能更佳。本文用107个齿轮试件和30个其他试件,进行7种试验,为这种齿轮的应用提 供了大量数据。 1材 料 试验材料的化学成分为:C-3.0%~4.2%;Si-3.24%~3.36%;Mn-0.16%~0.22%;V- ①1991-05-16收稿 ¥机械工程系(Department of Mechanical Engineering) ·524·
北 京 科 技 大 学 学 报 第 卷第 期 年 月 。 钒钦球铁齿轮的基础性能 ① 易秉钦 ’ 朱考录 ‘ 摘 婆 作者对等温淬火的饥钦球铁齿轮进行 了 种基础性能试验 。 结果 表 明 这种齿轮的接 触疲 劳极 限 印。 值 、 扰磨损能力 、 结构 阻尼 比和 降低噪声等方面具有优 良的性能 , 而 弯 曲疲 劳强度较低 。 用这种钒钦球铁制造 系列减速器齿轮 , 其承载能力可提高 。 关镇词 球墨 铸铁 , 齿轮 , 疲劳 , 磨损 , 嗓声 一 坛刀坛泥 妙 拼 脚 份 , 一 血 胡 , “ , 讯 , · , , , , 目犷 年代初 开发 的一种等温淬火球铁 , 简称 齿轮材料被认 为是一种很有前途的新材料 〔 ‘ 一 〕 。 我 国有丰富的钒钦资源 。 年代末 , 我国加入钒钦元素制造的 齿轮 , 比国外 齿 轮性能更佳 。 本文用 个齿轮试件和 个其他试件 , 进行 种试验 , 为这种齿轮的应用提 供了大量数据 。 材 料 试验材料的化学成分为 一 一 一 · 一 · 一 · 一 · ① 一 一 收稿 二 机械工程 系 们 迈 · · DOI :10.13374/j .issn1001-053x.1992.05.006
0.34%~0.42%;Ti-0.085%~0.137%;Re-0.034%~0.1%;Mg-0.031%~0.051%;S 0.02%~0.035%;P-0.05%~0.064%。 钒钛ADI齿轮热处理的关键是使金相组织中避免出现珠光体。 首先,将试件加热到890℃,保温30min,使奥氏体化未达饱和状态,还有铁素体。于890℃ 快速放入260~270℃的盐浴炉中,保温40min,再从盐浴炉中取出空冷。最终的金相组织为贝 氏体和铁素体的复合组织,称为铁贝(FB)处理。 试件常规机械性能:oa=891N/mm2,d=8.6%,ax=25.1J/cm2,表面硬度为HB318。 国外ADI齿轮,多用奥氏体贝氏体的双相组织。贝氏体有高的强度及耐磨性,奥氏体使 材料获得高的韧性,而残余奥氏体数量是由温度控制的。双相组织形成的温度较高(约350~ 450℃),不易获得较多稳定的残余奥氏体,使材料的韧性往往达不到预期的效果;较高的淬 火温度又给淬透性带来不良影响。为了获得稳定的残余奥氏体,需在材料中加入Mo和N,材 料成本显著地提高。 我国热处理工艺下获得的铁素体贝氏体双相组织,也具有高的强度和韧性。由于铁素体 的数量可用奥氏体化时间来控制,这样,可根据使用要求任意控制材料的韧性和硬度;由于 淬火温度低,淬透性要比奥贝球铁优越;无需加入Mo、Ni等合金,热处理时间短,成本要比 奥贝球铁低20%~60%。 我国钒针球铁,可由钒钛生铁直接配料熔制,处理过程和普通球铁完全一样。为了保证 球化效果,加入少数R抑制Ti反球化作用。Ti可大大细化石墨及奥氏体晶体,提高材料强度。 另外,V、T在基体上形成许多弥散分布的碳化物,具有较高的耐磨性,这就弥补了因失去马 氏体效应而引起耐磨性、接触强度下降的缺点,又保持着很高的韧性。 2试验和结果 2.1齿面接触疲劳试验 试件主要参数:模数m=6mm,齿数Z1=Z2=25,标准直齿轮的齿宽b=25mm,制造精度 为6级。 试验是在两台JG一150杠杆加载封闭功率流齿轮试验机上进行的。 取4个应力水平,每个应力水平至少有5个试验点,并满足相关系数,由此绘出R一8一 V曲线。采用试件搭接形式,齿面接触宽度b=10.5~11.5mm。按文献〔6)的失效判据,当 N>5×10?,未达到失效判据为越出点。 试验应力按GB3480一83的一般方法用计算机算出。获得23个试验基本数据进行数据处 理6),各应力水平下寿命均服从对数正态分布。获得的R一8一N曲线,当R=0.99,No=5× 10?,该试件齿面接触疲劳极限应力gim=846.9N/mm2。 ·525·
一 一 一 写 一 一 一 一 。 钒钦 齿轮热处理 的关键是使金相组织 中避免 出现珠光体 。 首 先 , 将试件加热到 ℃ , 保温 , 使奥氏体化未达饱和状态 , 还有铁素体 。 于 ℃ 快速放入 一 ℃ 的盐浴炉 中 , 保温 , 再从盐浴炉 中取 出空冷 。 最终的金相组织为 贝 氏体和铁素体的复合组织 , 称为铁 贝 处理 。 试件常规机械性能 几一 , 一 , 一 , 表面硬度为 。 国外 齿轮 , 多用奥 氏体贝 氏体的双相组织 。 贝 氏体有高的强度及耐磨性 , 奥氏体使 材料获得高的韧性 , 而残余奥氏体数量是 由温度控制的 。 双相组织形成的温度较高 约 ℃ , 不 易获得较多稳定的残余奥氏体 , 使材料的韧性往往达不到预期的效果 较高的悴 火温度又 给摔透性带来不 良影响 。 为 了获得稳定 的残余奥氏体 , 需在材料 中加入 。 和 , 材 料成本显著地提高 。 我国热处理工艺下获得的铁素体贝氏体双相组织 , 也具有高的强度和韧性 。 由于铁素体 的数量可用奥 氏体化时间来控制、 这样 , 可根据使用要求任意控制材料的韧性和硬度 由于 淬火温度低 , 淬透性要 比奥 贝球铁优越 无需加人 。 、 等合金 , 热处理时间短 , 成本要 比 奥 贝球铁低 写 。 我国钒钦球铁 , 可 由钒钦生铁直接配料熔制 , 处理过程和普通球铁完全一样 。 为了保证 球化效果 , 加入少数 抑制 反球化作用 。 可大大细化石墨及奥 氏体晶体 , 提高材料强度 。 另外 , 、 在基体上形成许多弥散分布的碳化物 , 具有较高的耐磨性 , 这就弥补 了 因失去马 氏体效应而 引起耐磨性 、 接触强度下降的缺点 , 又保持着很高的韧性 。 试验和结果 齿面接触疲劳试验 试件主要参数 模数 二 一 , 齿数 一 一 , 标准直齿轮的齿宽 一 , 制造精度 为 级 。 试验是在两 台 一 杠杆加载封闭功率流齿轮试验机上进行的 。 取 个应力水平 , 每个应力水平至少有 个试验点 , 并满足相关系数 , 由此绘 出 一 一 曲线 。 采用试件搭接形式 , 齿面接触宽度 一 。 按文献 〔 〕 的失效判据 , 当 护 , 未达到失效判据为越出点 。 试验应力按 一 的一般方法用计算机算出 。 获得 个试验基本数据进行数据处 理〔们 , 各应力水平下寿命均服从对数正 态分布 。 获得 的 一 一 曲线 , 当 一 。 , 。 一 , , 该试件齿面接触疲劳极限应力 一 耐 。 · ·
2.2齿根弯曲疲劳试验 试件的主要参数:模数m=2.5mm,齿数Z1=Z2=60,标准直齿轮的齿宽b=20mm,制造 精度为6级。 由于试件热处理的奥贝转化时间过短(10min),金相组织除有铁贝外,还有15%~20% 有害的珠光体。 试验是配有自行设计的夹具(图1)在瑞士的AMSLER422型高频疲劳试验机上进行的。 事先选择载荷频率1=140s1,做4个应力水平,每个应力水平做15个试验点;f2=116 s,做两个应力水平,每个应力水平做9个试验点。每个试件间隔一个轮齿压齿进行单齿弯 曲疲劳试验,以出现断齿为失效。当N>3×10未失效,认为越出点。 齿根应力按GB3480一83的一般方法用计算机算出,共获 得78个试验基本数据,采用平均顺序法进行数据处理。6个应 力水平的寿命分布,均为对数正态分布。发现加载颍率对寿命 影响很小,最终合并6个应力水平得出R一S一N曲线。由于越 出点数较多,R一S一N曲线有点失真。剔出异常数据,再进行 N。下应力分布拟合,它为威布尔分布。当R=0.99,No=3× 10°,该试件轮齿弯曲疲劳极限应力om=182.9N/mm。 作者用相同的试件在JG一150齿轮试验机上作轮齿弯曲 疲劳运转试验,其结果比单齿弯曲疲劳试验值稍大(σm= 206.8N/mm2)。 图1脉动弯曲疲劳试验夹具 2.3轮齿弯曲静强度试验 Fig.1 The fixture for pulsating test 试件和齿面接触疲劳试件相同。试验是配有类似于图1的 夹具在拉压材料试验机上进行的。用齿轮基节仪测量受压轮齿的残余变形量。 试验应力按GB3480一83的一般方法计算,再按文献〔6)方法,将试验获得的79个基本 数据,拟合一条mm一6/m的直线,可得: 0nim3=588.84(6/m)0.2372 式中,m为模数m;6为残余变形量μm;6/m称塑模比,其大小按使用场合要求齿轮精度而 定。试验的轮齿断裂极限应力orim,=1150N/mm2。 2.4材料耐磨性试验 分别在两种试验机上进行常规试验。 2.4.1M-200型磨损试验机上试验 为了比较,适当配置上下盘形试件的材料(表1)。模拟齿轮工作情况,相对滑动率为10% 或46%。用N100机械油连续淋浴润滑或无润滑。定期采用称重法测其磨损量。 ·526·
齿根弯曲疲劳试验 试件 的主要参数 模数 二 二 , 齿数 一 , 标准直齿轮的齿宽 一 , 制造 精度为 级 。 由于试件热处理 的 奥 贝转化时间过短 , 金相 组织除有铁 贝外 , 还有 一 有害的珠光体 。 试验是配有 自行设计的 夹具 图 在瑞士的 型高频疲劳试验机上进行的 。 事先选择载荷频率 一 ’ , 做 个应力水平 , 每个应力水平做 个试验点 介 二 一 ’ , 做两个应力水平 , 每个应力水平做 个试验点 。 每个试件间隔一个轮齿压齿进行单齿弯 曲疲劳试验 , 以出现断齿 为失效 。 当 又 未失效 , 认为越 出点 齿根应力按 一 的一般方法 用计算机算出 , 共获 得 个试验基本数据 , 采用平均顺序法进行数据处理 。 个 应 力水平的寿命分布 , 均为对数正 态分布 。 发现加载频率对寿命 影响很 小 , 最终合并 个应力水平得 出 一 一 曲线 。 由于越 出点数较多 , 一 一 曲线有点失真 。 剔 出异常数据 , 再进行 。 下应力分布拟合 , 它 为威布尔分布 。 当 一 , 。 一 , 该试件轮齿弯 曲疲劳极限应力 澎 。 作者用相同的试件在 一 齿轮试验机上作轮齿弯 曲 疲 劳运转试验 , 其结果 比单齿 弯 曲疲 劳试验值稍大 、 。 「、 厂 、 『 、 了 ‘ 一 、 卜 一 日鱼蛋孟 ‘ ‘ ‘ 一‘ 咚, 轮齿弯曲静强 度试验 试件和 齿面接触疲劳试件相 同 图 堪 脉动弯曲疲劳试验夹具 址 议 ” 】 夹具在拉压材料试验机上进行的 。 。 试验是配有类似于 图 的 用齿轮基节仪测量受压轮齿的残余变形量 。 试验应力按 一 的一般方法计算 数据 , 拟合一条 口曰目 一 。 的直线 , 可得 口 枷 , 再按文献 〔 〕 方法 , 将试验获得 的 个基本 二 “ · 式中 , 二 为模数 为残余变形量 阿 , 称塑模 比 , 其大小按使用场合要求齿轮精度而 定 。 试验的轮齿断裂极限应力 嘛 一 耐 。 材料耐磨性试验 分别在两种试验机上进行常规试验 。 一 型磨损试验机上试验 为了比较 , 适 当配置上下盘形试件的材料 表 。 模拟齿轮工作情况 , 相对滑动率为 或 。 用 机械油连续淋浴润滑 或无润 滑 。 定期采用称重法测其磨损量 。 一 ·
2.4.2ML一10型磨料磨损试验机上试验 试件制成棒状,材料有ADI和45钢。运转时不加任何润滑剂。同样用称重法测其磨损量。 以上两种试验的结果见表1。 2.5材料减振性能试验 采用单点脉冲激振确定模态参数方法们进行试验。本试验测得钒钛ADI材料结构阻尼比 c=0.08026。 2.6样机工业性台架试验 样机是选用国家QJ标准系列的 QS一D236一4C减速器,其齿轮几何 参数和尺寸保持不变,只相应改变齿 轮材料和加工工艺。将高、中级大齿 轮改为与轮齿弯曲疲劳试件相同的 钒钛ADI软氮化:低速级大齿轮改为 图2减速器试验台布置图 钒钛ADI。各级小齿轮,采用原来的 Fig.2 Placement diagram of reduser test stand 钢材并进行表面淬火。 如图2所示,将4台相同的样机串联,采用电封闭式加载的工业性台架进行试验。 按1984年起重机用减速器齿轮攻关标准,低速级大齿轮的应力循环次数N≥10?,未达 、到文献?规定的失效判据,则认为试验通过。考虑节省试验时间、人力和物力,按GB3811一 83进行阶级加载的强化试验。 试验结果.各级钒钛ADI齿轮齿面均未出现点蚀和胶合,仍可看出原始刀痕。按计算,其 承载能力超过原标准减速器的50%。 3 分析和结论 (1)表面硬度HB318的钒钛ADI齿轮,其齿面接触疲劳极限应力: om=846.9N/mm2(R=0.99,Na=5X10) 从GB3480一83查出,在相同硬度、可靠度和循环基数下,钒钛ADI齿轮齿面接触疲劳极 限应力值要高于普通球墨铸铁、合金铸钢、调质碳钢,仅稍低于调质合金钢的上限。可见,从 齿面接触疲劳强度看,用钒钛ADI替代中硬齿面的钢齿轮通常是不成问题的。 (2)球铁齿轮的弯曲静强度,主要取决于屈服限s。试验表明,钒钛ADI的屈强比为0.65 ~0.8,要比钢材料高(0.5~0.6),而钒钛ADI齿轮的断裂强度限mm=1150N/mm2,这也 比调质钢齿轮高。这说明,钒钛ADI齿轮弯曲静强度要比调质钢齿轮高。 ·527·
一 型磨料磨损试验机上试验 试件制成棒状 , 材料有 和 钢 。 运转时不加任何润滑剂 。 同样用 称重法测 其磨损量 。 以上两种试验的结果见表 。 材料减振性能试验 采用单点脉冲激振确定模态参数方法〔幻 进行试验 。 本试验测得钒钦 材料结构 阻尼 比 屯一 。 样机工业性台架试验 样机是选用 国家 标准 系列的 一 一 减速器 , 其齿轮几何 参数和尺寸保持不变 , 只相应改变齿 轮材料和加工工艺 。 将高 、 中级大齿 轮改为 与轮 齿弯 曲疲 劳 试件相 同的 钒钦 软氮化 低速级大齿轮改为 钒钦 。 各级小齿轮 , 采用原来的 钢材并进行表面淬火 。 图 减速器试验台布置 图 址 扭 比 即口 曰 以 川旧叮 如 图 所示 , 将 台相 同的样机 串联 , 采用 电封闭式加载 的工业性台架进行试验 。 按 年起重机用 减速器齿轮攻关标准 , 低速级大齿轮的应力循环次数 》 , 未达 到 文献闭规定的失效判据 , 则 认为试验通过 。 考虑节省试验时间 、 人力和物力 , 按 一 进行 阶级加载的强化试验 。 试验结果 各级钒钦 齿轮齿面均未 出现点蚀和 胶合 , 仍可看 出原始刀 痕 。 按计算 , 其 承载能力超过原标准减速器 的 。 分析和结论 表面硬度 的钒钦 齿轮 , 其齿面接触疲劳极限应力 。 妇枷 , 。 从 一 查 出 , 在相同硬度 、 可靠度和循环基数下 , 钒钦 齿轮齿面接触疲劳极 限应力值要高于普通球墨铸铁 、 合金铸钢 、 调质碳钢 , 仅稍低于调质合金钢的上限 。 可见 , 从 齿面接触疲 劳强度看 , 用钒钦 替代中硬齿面 的钢齿轮通常是不成 问题的 。 球铁齿轮的弯 曲静强度 , 主要取决于屈 服限 。 试验表明 , 钒钦 的屈 强 比为 一 , 要 比钢材料高 · 一 , 而钒钦 齿轮的断裂强度限 叽 一 , , 这也 比调质钢齿轮高 。 这说明 , 钒钦 齿轮弯 曲静强度要 比调质钢齿轮高 。 一
表1磨损试验结果 Table 1 The test results of wear 相 试试 材 硬 润 加 运 的 平均 验 滑 载 转 磨损率 家 序 带 磨损率 条 馥 时 系 号件 公 料 度 摩 交 数 $ 数 率 (HB) (%)(N)(h)(×10-mg/m)(X10-mg/m) 上45调质 239 13.263 1 有10 980 80 12.952 0.0717 下45调质239 12.641 上 ADI 279 3.523 2 有 10 980 80 3.937 0.0672 下 ADI 293 4.352 ADI 315 4.599 3 有10980 80 0.0667 45调质.262 26.733 上45调质239 4 1019608· 12.760 0.0780 下45调质 240 ADI 257 5 有1019608·· 1.562 0.0745 下 ADI 270 ADI 330 6.963 6 有46 490 40 下 ADI 263 22.215 上45表淬 351 13.594 7 有46490 90 下45表淬 324 400.871 上45调质 239 27.631 8 无10 490 12 0.1127 下 ADI 279 8.289 ADI 293 6.907 9 无 10 490 12 0.1147 下45调质239 22.104 10 ADI 235 834.465 无 19.8 11 45调质246 2868.232 12 ADI 235 826.702 24.5 13 45调质246 2472.346 注:试验序号10~13是在ML一10型试验机上进行的,其他均在M-200型试验机上进行的。 运转至10h出现点蚀;“*运转至16h,无点蚀现象。 (3)钒钛ADI齿轮具有良好的抗磨损和抗胶合性能。在相同条件下,无论是有无润滑,钒 钛ADI齿轮都要比相同硬度钢齿轮的耐磨性高3倍以上。若载荷越大,相对滑动率越大,这 种优越性更为显著。这是由于石墨的存在,具有自润滑能力。另外,钒钛ADI齿轮抗胶合能 力要比钢齿轮强,而其材料摩擦系数要比钢齿轮约低5%~6%。 可见,钒钛ADI齿轮更适用于重载、润滑条件差、大模数、大变位的齿轮传动。 ·528·
表 磨损试验结果 擦摩数系 磨损率 平 均 磨损率 肠 载荷加 运转数时 对相滑动率 试 试 材 硬 条润滑件 验序 号 件 料 度 互卫旦 调质 调质 有 上下 。 。 名 有 。 上下 ,白 。 有 习 调质 调质 调质 有 上下 。 上 下 上 下 有 香 。 有 。 产 表淬 表淬 调质 。 有 。 上下 无 上下 。 无 。 调质 调 质 。 上下 。 无 。 , ‘ 沪 无 调质 。 。 曰 白移 注 试验序号 是在 一 型试验机上进行的 , 其他均在 一 型试验机上进行的 。 运转至 出现点蚀 , , 运转至 , 无点蚀现象 。 钒钦 齿轮具有 良好的抗磨损和抗胶合性能 。 在相 同条件下 , 无论是有无润滑 , 钒 钦 齿轮都要 比相 同硬度钢齿轮 的耐磨性高 倍以上 。 若载荷越大 , 相对滑动率越大 , 这 种优越性更为显著 。 这是由于石 墨 的存在 , 具有 自润滑能力 。 另 外 , 钒钦 齿轮抗胶合能 力要 比钢齿轮强 , 而其材料摩擦系数要 比钢齿轮约低 一 。 可见 , 钒钦 齿轮更适用于重载 、 润滑条件差 、 大模数 、 大变位的齿轮传动 。 · ·
(4)钒钛ADI材料的结构阻尼比5=.0.08026,是45调质钢(5=0.02780)的2.9倍。从 现场测定,钒钛ADI齿轮比钢齿轮可降低2~3B(A)。所以,它具有良好的减振和降噪性能。 (5)样机工业性台架试验表明,用钒钛ADI齿轮代替35CMo调质齿轮是完全可能的,保 证减速器使用寿命10年,承载能力可提高50%。 (6)钒钛ADI材料具有良好的铸造工艺性能。这种材料热处理时间短,等温淬火后变形 小,无需磨齿,还可重新热处理,可大大节省能耗和制造费用,成本可降低30%以上。 (7)钒钛ADI材料的重量要比45调质钢轻10.5%。 (8)美国试验和材料学会建议,把ADI机械性能标准分为5级,目前的钒钛ADI只相当 于1~2级,表明开发钒钛ADI还具有广阔前景。 (9)表面硬度为HB300的钒钛ADI齿轮,其轮齿弯曲疲劳极限应力: om=182.9N/mm2(R=0.99,N。=3X10) 对照GB3480一83,钒钛ADI齿轮轮齿弯曲疲劳极限应力值,仅在普通球铁、合金铸钢、, 调质碳钢、调质合金钢的下限。 据文献〔1)、〔2〕报导,由于低温等温淬火,容易产生残余应力,使其轮齿弯曲疲劳强 度较低;金相组织中若出现珠光体,更加危害其轮齿弯曲疲劳强度。正好,本试验试件,有 15%~20%的珠光体,所以造成轮齿弯曲疲劳极限应力值比正常的还低。 因此,设计钒钛ADI齿轮,必须避免出现珠光体金相组织;热处理后,最好在齿根处进 行滚压或喷丸的强化处理。 (10)钒钛ADI齿轮的性能,很大程度取决于材质的冶炼、铸造和热处理质量。所以,系 统地研究ADI材料的冶炼、铸造和热处理工艺的程序化,采用计算机控制,确保材质质量,充 分发挥它的优良性能,这是我国开发钒钛ADI齿轮急待研究的课题。 参加研究工作的还有:黄其华、曹仁政、关掉、谈嘉楨、何宁、陶小安、用建梁、孙业胜、车小东、崔兴山、郭刚智、 史铁军、陈键等。 参考文献 1哈丁LA.英国铸造研究协会,第二届世界齿轮装置大会论文(1986),齿轮资料,1989, (5、6):32 2傅清泽.世界制造技术与装备市场,1990,(1):18 3上野拓等.日本机械学会论文集(C),1988,54(503):1520 4有浦泰常等.日本机械学会,No.690一58 5井上克已等.日本机械学会论文集(C),1989;55(512):999 6朱孝录,易秉钺等.齿轮的试验技术与设备.北京:机械工业出版社,1988.12 ·529·
钒钦 材料 的结构 阻尼 比 雪 , 是 组 调质钢 雪 的 倍 。 从 现场测定 , 钒钦 齿轮 比钢齿轮可降低 。 所 以 , 它具有 良好的减振和 降噪性能 。 样机工业性 台架试验表 明 , 用钒钦 齿轮代替 调质齿轮是完全可能 的 , 保 证减速器使用寿命 年 , 承载能力可提高 。 钒钦 材料具有 良好的铸造工艺性能 。 这种材料热处理时间短 , 等温淬火后变形 小 , 无需磨齿 , 还可重新热处理 , 可大大节 省能耗和制造费用 , 成本可降低 肠以上 〔 ,。 钒钦 材料的重量要 比 调质钢轻 。 美 国试验和材料学会建议 , 把 机械性 能标准分为 级 , 目前的钒钦 只相 当 于 级 , 表明开发钒钦 还具有广阔前景 。 表面硬度为 的钒钦 齿轮 , 其轮齿弯曲疲劳极限应力 , 幻 , 。 一 对照 一 , 钒钦 齿轮轮齿弯 曲疲劳极限应力值 , 仅在普通球铁 、 合金铸钢 、 调质碳钢 、 调质合金钢的下限 。 据文献 〔 〕 、 〔 〕 报导 , 由子低温等温淬火 , 容易产生残余应力 , 使其轮齿弯曲疲劳强 度较低 金相组织 中若出现珠光体 , 更加危害其轮齿弯曲疲劳强度 。 正好 , 本试验试件 , 有 的珠光体 , 所 以造成轮齿弯曲疲劳极限应力值 比正常的还低 。 因此 , 设计钒钦 齿轮 , 必 须避免出现珠光体金相组织 热处理后 , 最好在齿根处进 行滚 压或喷丸的强 化处理 。 钒钦 齿轮 的性能 , 很大程度取决于材质的冶炼 、 铸造和 热处理质量 。 所 以 , 系 一 统地研究 材料的冶炼 、 铸造和热处理工艺的程序化 , 采用计算机控制 , 确保材质质量 , 充 分发挥它的优 良性能 , 这是我 国开发钒钦 齿轮急待研究的课题 。 参加研究工作的还有 黄其华 、 曹仁政 、 关掉 、 谈嘉祯 、 何宁 、 陶小安 、 周 建梁 、 孙业胜 、 车小东 、 崔兴 山 、 郭刚智 、 史铁军 、 陈键等 。 参 考 文 献 、 哈丁 英 国铸造研 究协会 , 第二届世界 齿轮装置大会论文 , 齿轮资料 , , 、 傅 清译 世界制造技术与装备市场 , 。 , 上野 拓等 日本机械学会论文集 , 一 , 有浦泰常等 日本机械学会 , 一 井上克 己 等 日本机械学会论文集 , 朱孝录 , 易秉饿等 齿轮的试验技术与设备 北京 机械工业出版社