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減速機(jī)齒輪淬火冷卻大多是在液體介質(zhì)中進(jìn)行的，如齒輪淬火用的通常是淬火油、水溶性淬火介質(zhì)和自來水。因此，下面將首先分析齒輪淬火冷卻可能出現(xiàn)的上述質(zhì)量問題與所用淬火介質(zhì)的特性和用法的關(guān)系，并指出解決不同問題所需淬火液的冷卻速度分布特點(diǎn)。隨后簡單介紹常用淬火介質(zhì)的冷卻速度分布特點(diǎn)和選用時(shí)的注意事項(xiàng)。
齒輪用淬火介質(zhì)的選擇
當(dāng)前用于齒輪淬火的介質(zhì)主要是各種淬火油、水溶性淬火介質(zhì)和普通自來水。以下分別討論這些介質(zhì)在齒輪淬火中的選用方法和注意事項(xiàng)。蝸桿減速機(jī)
1.水溶性淬火介質(zhì)
引起鋼件淬裂的主要原因是在鋼開始發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變(Ms點(diǎn))及在以下的溫度范圍冷卻得過快。由于這樣的原因，研究開發(fā)水溶性淬火介質(zhì)的第一目標(biāo)就是降低水的低溫冷卻速度。考慮到多數(shù)結(jié)構(gòu)鋼的Ms點(diǎn)在300℃附近，通常就以工件冷卻到300℃時(shí)水溶性淬火液的冷卻速度來表示該淬火液的冷卻特性�？梢杂盟苄源慊鸾橘|(zhì)的300℃冷卻速度來對該介質(zhì)定級，以便熱處理工作者選用。
水溶性淬火介質(zhì)有很多品種，其中PAG類介質(zhì)冷卻特性可調(diào)，濃度測控容易。它既適用于整體淬火，也適用于各類感應(yīng)加熱淬火，且能長期穩(wěn)定地使用，因而受到普遍歡迎，成為當(dāng)前國內(nèi)外熱處理界使用得最廣泛的水溶性淬火介質(zhì)。
2.專用淬火油
專用淬火油一般分為普通淬火油、快速淬火油、等溫分級淬火油(也簡稱熱油)、真空淬火油以及光亮淬火油等。和普通機(jī)油相比，專用淬火油的熱穩(wěn)定性都較好，能更好地保證工件的淬火質(zhì)量。當(dāng)然，專用淬火油優(yōu)于普通機(jī)油的最重要方面還是它們的冷卻特性。和普通機(jī)油相比，不同的專用淬火油在冷卻速度分布上都有蒸汽膜階段短的特點(diǎn)，因而使工件在高溫階段能冷卻得更快。其中，快速淬火油的最高冷卻速度都比較高，中低溫階段的冷卻速度快慢則因淬火油的不同而有較大差別。熱油在冷卻特性上的特點(diǎn)是蒸汽膜階段更短，而在工件淬火冷卻的低溫階段冷卻較慢。
3.普通機(jī)械油
工廠熱處理生產(chǎn)中使用得最多的普通機(jī)械油是N32機(jī)油(原20號機(jī)油)和N15機(jī)油(原10號機(jī)油)。作為淬火介質(zhì)，這類機(jī)油的特性是，在工件高溫階段蒸汽膜時(shí)間較長，淬火冷卻速度不高，且低溫冷卻較慢。
油的蒸汽膜階段長，工件高溫階段的冷卻慢，可能出現(xiàn)的問題是低碳鋼制的工件容易發(fā)生先共析鐵素體轉(zhuǎn)變，而形狀復(fù)雜的工件，比如帶花鍵孔的齒輪等又特別容易變形。在中、低溫階段冷卻慢，使比較大的工件不易淬硬或淬硬層深度不足并因此發(fā)生淬火變形。
4.自來水
一些含碳量低、淬透性差且形狀簡單齒輪的調(diào)質(zhì)淬火和感應(yīng)加熱淬火，往往可以用自來水。作為淬火介質(zhì)，自來水的冷卻特性是，工件處于高溫階段時(shí)冷得很快，而到了工件處于低溫階段時(shí)冷卻得也很快。冷卻速度快可以使淬透性差和比較厚大的工件淬硬，并獲得較深的淬硬層。這是自來水的優(yōu)點(diǎn)。但是，用自來水淬火有3個(gè)大缺點(diǎn)，第一是低溫冷卻太快，使多數(shù)鋼種和工件容易發(fā)生淬裂。第二是工件高溫階段冷卻太快，比較細(xì)長與較薄的工件容易因?yàn)槿胨绞讲划?dāng)而發(fā)生淬火變形。第三，也是不少人容易忽視的缺點(diǎn)，是隨著水溫升高，淬火冷卻的蒸汽膜階段會逐漸增長，且工件處于中低溫階段時(shí)的冷卻速度也逐漸降低。由于這種原因，當(dāng)要淬火的工件比較小，又采取裝在筐中等較密集的堆放方式入水淬火時(shí)，堆在外面的工件接觸的水溫低，而堆放在內(nèi)部的工件接觸的水溫高，從而外部的工件經(jīng)受的冷卻快，淬火后硬度高，并容易淬裂，堆放在內(nèi)部的工件經(jīng)受的冷卻慢，淬火后硬度低。
選用自來水作為淬火液時(shí)，應(yīng)當(dāng)揚(yáng)長避短，設(shè)法控制好水的溫度。采取堆放方式淬火時(shí)，要設(shè)法使工件堆放得疏松一些，并通過攪動促使淬火液通暢地從工件之間流過，以減小內(nèi)外部水的溫差。
應(yīng)該說，任何淬火油都有適合它的工件。但是除少數(shù)情況外，每臺熱處理爐都希望能處理比較多的鋼種和比較多樣的工件，因此，多傾向于選用適應(yīng)范圍更廣的淬火油。一般，淬火油的蒸汽膜階段短，中溫階段冷卻得快，低溫冷卻速度大，這種油的冷卻能力就很強(qiáng)，它的適用范圍就很廣。不少油淬工件的變形是與它的淬火硬度不足和硬化深度不夠同時(shí)出現(xiàn)的。而改用這種適應(yīng)范圍廣的淬火油，往往能同時(shí)解決工件的變形、硬度不足和硬化深度不夠等問題。淬火油的蒸汽膜階段短，也就是油的高溫階段冷卻得快。這一特點(diǎn)有利于防止先共析鐵素體的析出，也有利于防止帶內(nèi)花鍵齒輪的變形。簡單地說，淬火油總的冷卻速度高，有利于獲得較深的淬火硬化層。但從冷卻速度分布上分析，除中、高溫階段要求冷卻得快以外，油的低溫冷卻速度高低對獲得的淬硬層深淺作用更大。低溫冷卻速度越高，淬火硬化層往往越深。絲桿升降機(jī) 包絡(luò)蝸桿減速器
淬火冷卻中的質(zhì)量問題
1.硬度不足與硬化深度不夠
淬火冷卻速度偏低是造成齒輪淬火硬度不足、硬度不均和硬化深度不夠的原因。但是，根據(jù)實(shí)際淬火齒輪的材質(zhì)、形狀大小和熱處理要求不同，又可以分為高溫階段冷速不足、中低溫階段冷速不足以及低溫階段冷速不足等不同情況。
對于淬火用油，一般來說，油的蒸汽膜階段短、中溫冷速快且低溫冷卻速度大，往往能獲得高而且均勻的淬火硬度和大的淬硬深度。
提高所用淬火介質(zhì)的低溫冷卻速度，往往可以增大淬硬層深度。在滲層碳濃度分布相同的情況下，采用低溫冷卻速度更高的淬火油，往往能獲得更深的淬火硬化層。因此，采用冷卻速度快的淬火油后，相應(yīng)縮短工件的滲碳時(shí)間，仍然能獲得要求的淬火淬硬層深度。所要求的滲碳淬硬層深度越大，這種方法縮短滲碳時(shí)間的效果越明顯。
2.淬火后心部硬度過高
與所選介質(zhì)冷速過快或介質(zhì)的低溫冷卻速度過高有關(guān)。解決辦法之一是改換淬火油來滿足要求。辦法之二是與淬火介質(zhì)生產(chǎn)廠家聯(lián)系，有針對地加入適當(dāng)?shù)奶砑觿﹣斫档同F(xiàn)有淬火油的中低溫冷卻速度。辦法之三是改用淬透性更低的鋼種。
3.淬火變形問題
把引起變形的原因歸結(jié)為淬火冷卻速度不足和速度不均，并在此基礎(chǔ)上提出了提高冷卻速度并設(shè)法實(shí)現(xiàn)均勻冷卻的解決方法，可供參考。比如，齒輪的內(nèi)花鍵孔變形，往往是所選的淬火油高溫冷速不足，或者說油的蒸汽膜階段過長的緣故。提高油的高溫冷速并同時(shí)提高油在整個(gè)冷卻過程的冷速，一般就能解決內(nèi)花鍵孔的變形問題。對于中小齒輪，尤其是比較精密的齒輪，選好用好等溫分級淬火油是控制變形必不可少的措施。
4.光亮性問題
通常，光亮淬火油的光亮性好則冷卻速度就不夠高，而冷卻速度很高的淬火油的光亮性則不夠好。此外，熱油的光亮性一般也較差。使用較久的油光亮性稍差，可以換新油或補(bǔ)加提高光亮性的添加劑。
