對(duì)齒輪材料的基本要求是：應(yīng)使齒面具有足夠的硬度和耐磨性，齒心具有足夠的韌性，以防止齒面的各種失效，同時(shí)應(yīng)具有良好的冷、熱加工的工藝性，以達(dá)到齒輪的各種技術(shù)要求。  
      常用的齒輪材料為各種牌號(hào)的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（如45鋼）、合金結(jié)構(gòu)鋼（如40Cr）等。

根據(jù)熱處理后齒面硬度的不同，齒輪可分為軟齒面齒輪（≤350HBS）和硬齒面齒輪（＞350HBS）（HBS、HBW其實(shí)都是布氏硬度HB，只是壓頭不同）。一般要求的齒輪傳動(dòng)可采用軟齒面齒輪。

二、為什么進(jìn)行熱處理

熱處理質(zhì)量是決定齒輪質(zhì)量的關(guān)鍵，是齒輪實(shí)現(xiàn)低噪聲、高精度，長(zhǎng)壽命的關(guān)鍵因素。熱處理包括：一是普通熱處理，如退火、正火、淬火、回火、調(diào)質(zhì)；二是表面熱處理，其包括表面淬火（如感應(yīng)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）。

優(yōu)質(zhì)碳素鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼的性能不僅與化學(xué)成分有關(guān)，在很大程度上還取決于適當(dāng)?shù)臒崽幚怼?/span>如果零件不需要熱處理，選擇碳素結(jié)構(gòu)鋼就可以了，前提是機(jī)械強(qiáng)度滿足要求。如果零件需要熱處理，則必須選擇優(yōu)質(zhì)碳素鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼，化學(xué)成分不穩(wěn)定是沒有辦法確定熱處理工藝的（如，誰(shuí)聽說(shuō)過(guò)對(duì)Q235進(jìn)行熱處理的）。采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼，一定要熱處理（例如：調(diào)質(zhì)），否則就是浪費(fèi)。

三、齒輪常用熱處理工藝

（1）調(diào)質(zhì)

調(diào)質(zhì)是淬火加高溫回火的雙重?zé)崽幚恚?span style="text-indent: 34px;">將齒輪淬火后進(jìn)行高溫（500~650℃）回火的操作，其目的是使工件具有良好的綜合機(jī)械性能。

調(diào)質(zhì)處理常用于含碳量0.3%~0.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的優(yōu)質(zhì)碳素鋼（如45鋼）或合金鋼（如40Cr）制造的齒輪。40Cr鋼的含碳量為0.37%～0.44%，略低于45鋼的0.42%～0.50%。

調(diào)質(zhì)可以細(xì)化晶粒，并獲得均勻、具有一定彌散度、優(yōu)良力學(xué)性能。調(diào)質(zhì)齒輪的綜合性能優(yōu)于正火。

（2）表面淬火

表面淬火常用于中碳鋼或合金鋼，如 45、 40Cr鋼等，主要有感應(yīng)淬火、激光淬火與火焰淬火等。

齒輪表面淬火主要采用感應(yīng)淬火工藝。感應(yīng)加熱速度快，幾乎沒有氧化、脫碳，齒輪變形很小，還易于實(shí)現(xiàn)局部加熱及自動(dòng)化生產(chǎn)，熱處理成本低。因此，在特種設(shè)備行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。

四、調(diào)質(zhì)和表面淬火的區(qū)別

表面要淬火是強(qiáng)化表面硬度，僅僅是表面一層獲得較高的硬度（通常為0.8~1.2mm）。調(diào)質(zhì)是為了獲得整體優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，即高強(qiáng)度和高韌性的適當(dāng)配合，以保證零件長(zhǎng)期順利工作。

表面淬火的特點(diǎn)是抗疲勞點(diǎn)蝕、抗膠合能力高，耐磨性好；由于齒心部分未淬硬，齒輪仍有足夠的韌性，能承受一定的沖擊載荷。

總的來(lái)說(shuō)，齒輪的熱處理可以用一句來(lái)形容：“內(nèi)練一口氣，外練筋骨皮”。

五、調(diào)質(zhì)和表面淬火的先后順序

一般齒輪的熱處理工藝，是先調(diào)質(zhì)后進(jìn)行精加工，齒輪加工好后進(jìn)行齒面淬火。如果順序弄反，先齒面高頻淬火然后在進(jìn)行熱處理調(diào)質(zhì)，那么齒輪整體的硬度就是調(diào)質(zhì)的硬度，相對(duì)于高頻淬火硬度是不高的。因此為進(jìn)一步提高齒輪心部強(qiáng)度，往往在表面淬火前先進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。

齒輪調(diào)質(zhì)后因硬度不高，輪齒精加工可在熱處理后進(jìn)行。 調(diào)質(zhì)常用于齒輪的預(yù)備熱處理（如滲氮、感應(yīng)淬火前的調(diào)質(zhì)處理）。

表面淬火齒輪的典型加工流程：

坯料→鍛坯正火（或退火）→機(jī)械粗加工→調(diào)質(zhì)→機(jī)械半精加工（制坯）和制齒→表面淬火→低溫回火→機(jī)械精加工→成品。

六、熱處理的技術(shù)要求

舉例說(shuō)明：

（1）45鋼

（2）40Cr

七、常見錯(cuò)誤

材料的牌號(hào)要書寫規(guī)范，例如：

“45鋼”不能寫作“45號(hào)鋼”、“45#”或“#45”；

熱處理后的硬度單位放在數(shù)字之后，例如：

“217~255HB”，不能寫作“HB217~255”；

“40~50HRC”不能寫作“HRC40~50”。

以上兩點(diǎn)錯(cuò)誤，是設(shè)計(jì)圖紙中常見的錯(cuò)誤，望大家切記并改正！并養(yǎng)成良好的作圖習(xí)慣，培養(yǎng)端正的學(xué)習(xí)態(tài)度！切不可做“差不多先生”。

下圖為《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》中有關(guān)齒輪的力學(xué)性能表，紅線框中的數(shù)據(jù)希望大家能牢記，因?yàn)樽鳛闄C(jī)械設(shè)計(jì)人員，經(jīng)常會(huì)用到。