大型重載齒輪軸是大齒輪箱的重要傳動變速零件，采用20CrMnMo鋼或者17CrNiM06鋼鍛件加工，熱處理采用氣體滲碳后高溫回火，隨后等溫淬火、回火處理。工件齒頂部直徑為500-600mm，模數(shù)為22mm，要求滲碳層深度為要求滲碳層深度為5.0 -5.5mm， 齒頂中部凹陷<1.5mm，翹曲<1.5mm 生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，工件淬火后產(chǎn)生畸變較大，齒輪中部直徑縮小達(dá)2.Omm，滲碳層齒部中部凹陷，兩頭翹曲，呈馬鞍形，畸變重者齒面中部較兩端下陷達(dá)2.2mm，如圖4-27所示。該工件傳動嚙合要求精度高，工件允許留磨量小。為此，探討分析大齒輪軸熱處理畸變特點(diǎn)及原因十分重要。

分析認(rèn)為，大齒輪軸熱處理特點(diǎn)是在高溫長時間滲碳、高溫回火和淬火、回火中，由于工件重達(dá)4 -5t，加熱和冷卻時間均臶K．速度慢，淬火時齒部全齒淬透，其余部位淬硬層深為15 -20mm，工件畸變主要產(chǎn)生于淬火加熱和冷卻過程，淬火冷卻中工件產(chǎn)生的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力疊加使齒輪軸出現(xiàn)畸變。為防止和減小工件畸變，在保證工件要求硬化層深度的條件下宜采取最小淬火溫差，取淬火溫度的條件下宜采取最小淬火溫差，取淬火溫度 下限。另外，采用等溫淬火處理減少和控制工件畸變，使工件滿足技術(shù)性能（硬度、強(qiáng)度、耐磨性能）的同時，其畸變量最小。大齒輪軸熱處理工藝的改進(jìn)及技術(shù)措施如下：

(1) 滲碳：9300C x 120h 氣體滲碳?？绽鋾r向爐內(nèi)鼓風(fēng)向外散熱冷卻工件，目的消除滲層網(wǎng)狀碳化物。工件滲碳層深為5. 0 - 5.5mm。

(2) 6800℃高溫回火，作用是使殘留奧氏體轉(zhuǎn)變和析出含鉻碳化物及消除網(wǎng)狀碳化物、正火應(yīng)力，高溫回火處理為工件淬火作好組織準(zhǔn)備。

 (3) 淬火：工件先在6500C x (3 - 5)h 保溫，然后加熱至淬火溫度(810 ～830)℃ x9h， 然后在180 -204℃硝鹽中等溫淬火，工件循環(huán)冷卻2 -2.5h。

(4) 回火：工件進(jìn)行2000C x 16h 和1800C x 16h 兩次回火，使淬火馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗瘃R氏體，并使殘留奧氏體發(fā)生轉(zhuǎn)變，穩(wěn)定組織、應(yīng)力狀態(tài)及工件尺寸。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，低溫淬火時，大型工件因轉(zhuǎn)移較慢易出現(xiàn)先共析鐵素體，使工件硬度和組織不合格?？稍诔鰻t前提高爐溫10 -200C保溫10min，以保證工件進(jìn)入淬火液時溫度符合要求。另外，工件淬火要垂直淬入，等溫硝鹽1醱計(jì)應(yīng)使淬火冷卻充裕，不宜狹小，并且要循環(huán)冷卻浴液，使工件冷卻均勻和冷卻效果優(yōu)良。采用上述工藝改進(jìn)和技術(shù)措施后，大齒輪軸中部凹陷<1.5mm，翹曲量約為1.2 - 1. 5mm， 畸變量穩(wěn)定，符合技術(shù)要求指標(biāo)，滿足了生產(chǎn)要求。