我國作為汽車(chē)制造與銷(xiāo)售大國，汽車(chē)制造業(yè)已成為我國經(jīng)濟不可或缺的支柱產(chǎn)業(yè)。

汽車(chē)齒輪作為汽車(chē)上關(guān)鍵零件，主要用于傳遞動(dòng)力和運動(dòng)，并通過(guò)它們來(lái)改變發(fā)動(dòng)機曲軸和主軸齒輪的速比。由于汽車(chē)行駛狀況隨路況隨機變化，因而汽車(chē)齒輪的工作狀況非常復雜，這就要求汽車(chē)齒輪具有良好的內質(zhì)量。

汽車(chē)齒輪熱處理工藝、特點(diǎn)與作用

汽車(chē)齒輪的內在質(zhì)量主要是指齒輪的顯微組織、力學(xué)性能等指標滿(mǎn)足技術(shù)要求，同時(shí)其他缺陷必須控制在規定的技術(shù)范圍之內。

汽車(chē)齒輪內在質(zhì)量的優(yōu)劣是決定齒輪質(zhì)量的關(guān)鍵，其完全取決于熱處理質(zhì)量，是齒輪實(shí)現低噪聲、高精度，長(cháng)壽命的關(guān)鍵因素。

汽車(chē)齒輪熱處理（工藝）包括：一是普通熱處理，如退火、正火、淬火、回火、調質(zhì)；二是表面熱處理，其包括表面淬火（如感應淬火、激光淬火等）和化學(xué)熱處理（如滲碳、碳氮共滲、滲氮、氮碳共滲等）。

調質(zhì)

調質(zhì)是將齒輪等零件淬火后進(jìn)行高溫（500~650℃）回火的操作。調質(zhì)處理常用于含碳量0.3%~0.5%（質(zhì)量分數）的優(yōu)質(zhì)碳素鋼或合金鋼制造的齒輪。

調質(zhì)可以細化晶粒，并獲得均勻、具有一定彌散度、優(yōu)良力學(xué)性能的回火索氏體組織。一般經(jīng)調質(zhì)處理后，齒輪硬度可達220~285HBW。調質(zhì)齒輪的綜合性能優(yōu)于正火。

調質(zhì)常用于齒輪的預備熱處理（如滲氮、感應淬火前的調質(zhì)處理）和最終熱處理。

表面淬火

齒輪齒面淬火硬度一般為45~55HRC。表面淬火齒輪承載能力高，并能夠承受沖擊載荷。通常表面淬火齒輪的毛坯經(jīng)正火或調質(zhì)處理，以便使齒輪心部有一定的強度和韌度。

表面淬火主要有感應淬火、激光淬火與火焰淬火等。與滲碳淬火相比，表面淬火變形小、成本低、效率高。

汽車(chē)齒輪表面淬火主要采用感應淬火工藝。由于感應加熱速度快，幾乎沒(méi)有氧化、脫碳，齒輪變形很小，還易于實(shí)現局部加熱及自動(dòng)化生產(chǎn)，熱處理成本低。因此，在現代化汽車(chē)行業(yè)中得到廣泛應用。

滲碳與碳氮共滲

滲碳淬火

滲碳淬火是先將齒輪等零件放入滲碳介質(zhì)中，在880~950℃下加熱、保溫，使齒輪表面增碳，然后進(jìn)行淬火。

汽車(chē)齒輪常用氣體滲碳工藝。滲碳淬火、回火后齒輪表面硬度一般在58~63HRC。目前，滲碳淬火已經(jīng)成為重要汽車(chē)齒輪（如差速器齒輪、驅動(dòng)橋主從動(dòng)弧齒錐齒輪、變速器齒輪等）的主導熱處理工藝。

碳氮共滲

近幾年汽車(chē)用自動(dòng)變速器AIT滲碳齒輪的齒面在工作中的實(shí)際溫度約達300℃，遠高于正常的回火溫度（150~200℃）。這種表面的溫度將導致硬度降低，引發(fā)點(diǎn)蝕的產(chǎn)生。采用碳氮共滲后噴丸硬化可提高疲勞強度。在碳氮共滲時(shí)，隨著(zhù)含氮量的增加ΔHV（硬度降）提高，抗回火性能提高，抗回火溫度達到300℃。

滲氮與氮碳共滲

滲氮

滲氮是向齒輪等零件表面滲入氮原子形成氮化層的化學(xué)熱處理工藝。滲氮可以提高齒輪表面硬度、耐磨性、疲勞強度及抗蝕能力。滲氮處理溫度低，因此齒輪變形小，無(wú)需磨削或只需精磨即可。

日本在汽車(chē)變速器齒輪熱處理時(shí)采用滲氮工藝，德國Clocker-離子公司將離子滲氮應用于汽車(chē)齒輪，均提高了齒輪精度和使用壽命。

氮碳共滲

氮碳共滲是以滲氮為主同時(shí)滲入碳的化學(xué)熱處理工藝。氮碳共滲可以顯著(zhù)提高齒輪的耐磨性、抗膠合和抗擦傷能力、耐疲勞性能及耐腐蝕性能。目前，氣體氮碳共滲應用于轎車(chē)、輕型客車(chē)變速器齒輪等零件。

汽車(chē)齒輪熱處理的發(fā)展趨勢

未來(lái)汽車(chē)齒輪正向重載、高速、高精度和高效率等方向發(fā)展，并力求尺寸小、重量輕、壽命長(cháng)和經(jīng)濟可靠。

（1）高品質(zhì)

主要表現在：材料的均勻性，即要求材料具有良好的成分和組織的均勻性；溫度場(chǎng)和流體場(chǎng)，即不斷改善溫度場(chǎng)和各種流體場(chǎng)，如滲碳、滲氮、碳氮共滲的流體場(chǎng)和淬火的液體場(chǎng)的改善，進(jìn)一步提高齒輪內在質(zhì)量。

（2）低能耗

齒輪熱處理先進(jìn)裝備的研制和發(fā)展，如開(kāi)發(fā)更好的爐襯耐熱和保溫節能材料，盡可能降低爐壁溫升，減少爐壁熱損耗；廢熱綜合利用，如鍛造余熱的利用，進(jìn)行鍛造余熱正火等，降低齒輪成本。

（3）環(huán)保

研究開(kāi)發(fā)齒輪的新工藝，這些新工藝少（無(wú)）污染、環(huán)保，如低壓真空滲碳、離子滲氮、雙頻感應淬火、激光淬火、稀土及BH催滲等技術(shù)的發(fā)展。

（4）智能化

智能化是齒輪熱處理控制技術(shù)發(fā)展的必然趨勢，計算機、傳感器、智能庫將構成智能熱處理的核心，主要表現在：根據齒輪等零件的材料、技術(shù)要求等，系統自動(dòng)生成工藝；生產(chǎn)過(guò)程的完全閉環(huán)自動(dòng)控制；齒輪等零件的熱處理質(zhì)量的預測、預判；系統故障自動(dòng)診斷與處置；在線(xiàn)的自適應及應急應變能力，如開(kāi)發(fā)了離子滲氮、碳氮共滲所用的氮勢傳感器和低壓滲碳的碳勢傳感器等。