商用航空發動機齒輪零件的熱處理工藝

　　齒輪是商用飛機發動機中重要的零件部分，它的主要作用就是改變發動機曲軸以及傳動軸的速度比。由于齒面需要在載荷比較高的情況下工作，因此它的磨損速度是比較快的。通過科學的熱處理工藝，可以很好的改善磨損快的問題。

　　在工作過程中，通過齒面接觸進行動力的傳遞，兩齒面處在相對運動的狀態，不但存在滾動的情況，而且也存在滑動的情況，因此會產生較大壓應力和摩擦力，商用飛機在飛行期間，可能會讓齒端部受到較大沖擊。

　　想要讓齒輪具備較強的抗彎性能、接觸疲勞強度以及耐磨性，則其內部應該要具備較強的強度和沖擊韌性。

　　1、材料的選擇

　　根據齒輪的工作特點，并結合其使用的要求，一般選擇低合金滲碳鋼作為主要原料。

　　這是因為該材料具備：一是材料中的合金元素比較多，從而可以在滲碳后具備足夠的淬透性，讓齒輪變形量變小，二是齒輪的韌性和強度都能夠得到保障，確保齒輪可以滿足實際工作的需求。

　　滲碳鋼材料可以細分為很多種，其中比較常用的有20CrMnTi、20CrMnMo以及18Cr2Ni4WA。

　　根據齒輪的使用條件，大多數情況下使用的是20CrMnTi低合金滲碳鋼，這種材料的淬透性和心部強度都比較好。

　　因為材料中碳的量比較低，因此可以讓齒輪的心部具備足夠強的韌性，而合金元素鉻和錳能夠有效提高淬透性，心部的低碳馬氏體組織能夠讓鋼材強度增強，鉻元素有助于促進滲碳，并且提高滲碳的速度，錳元素還可以減弱滲碳材料表面碳含量高的情況。

　　2、熱處理工藝

　　齒輪加工的工藝流程：下料、毛坯成型、預備熱處理(正火)、切削加工、滲碳、最終熱處理、噴丸(砂)、精加工。

　　熱處理工藝所應該要達到的技術要求為：

　　齒面的硬度在58～62(HRC);

　　心部硬度范圍為33～48(HRC);

　　變形量不能夠超過0.25mm;

　　金相組織的表層為回火馬氏體+細粒狀碳化物(分布需要均勻)+殘余奧氏體(少量)，金相組織的心部應該為低碳馬氏體+少量鐵素體。

　　具體的熱處理工藝步驟：

　　毛坯的預備熱處理：

　　在加工的時候20CrMnTi鋼材料應該要具備較高的光潔度，切削性能要好，可以讓插齒的切屑呈現出卷曲帶狀。

　　正火處理后，材料的硬度應該要控制在179～217(HB)之間，為了達到該硬度要求，正火工藝的溫度需要控制在950～970℃。

　　透燒后通過吹風、噴霧、空氣等方式進行冷卻，如果硬度比較低，可以先進行水冷然后再進行空冷。

　　齒輪的滲碳：

　　需要考慮到滲碳的速度以及滲碳過程中可能存在的變形問題，通常來說，滲碳的溫度需要控制在920～940℃之間，滲碳保溫的時間可以根據滲碳層的深度來決定，實際的深度是滲碳層深度加上齒輪單邊磨量的兩倍，因此在加工的時候，滲碳的時間一定要計算準確。

　　熱處理：

　　在經過熱處理后，齒輪表面層的硬度和強度都會變高，而且心部的韌性也會比較良好，根據實際性能要求和材料特點，在滲碳后等到爐中的溫度下降到850～860℃是，就可以對其進行淬火。

　　商用飛機發動機中包括很多個零件，齒輪是其中之一，在加工齒輪的時候熱處理是很重要的步驟，一定要嚴格的按照工藝標準來加工處理。