常用的齒輪材料是各種牌號的優質碳素鋼、合金結構鋼、鑄鋼和鑄鐵等。齒輪毛坯一般多採用鍛件或軋制鋼材，當齒輪較大(例如直徑大於400～600mm)而輪坯不易鍛造時，可採用鑄鋼;開式低速傳動可採用灰鑄鐵;球墨鑄鐵有時可代替鑄鋼。列出了常用的齒輪材料及其熱處理後的硬度。
齒輪常用的熱處理方法有以下幾種：
1.表面淬火一般用於中碳鋼和中碳合金鋼，例如45鋼、40cr等。表面淬火後輪齒變形不大，可在不磨齒的情況下達到7級精度，齒面硬度可達52～56hrc。
由於齒面接觸強度高，耐磨性好，而齒芯部未淬硬仍有較高的韌性，故能承受一定的衝擊載荷。表面淬火的方法有高頻淬火和火焰淬火等。
2.滲碳淬火滲碳鋼為含碳量0.15%～0.
25%的低碳鋼和低碳合金鋼，例如20、20cr等。滲碳淬火後齒面硬度可達56～62hrc，齒面接觸強度高、耐磨性好，而齒芯部仍保持有較高的韌性，常用於受衝擊載荷的重要齒輪傳動。通常滲碳淬火後變形較大，需要磨齒。
3.調質調質一般用於中碳鋼和中碳合金鋼。例如45、40cr、35simn等。
調質處理後齒面硬度一般為220～260hbs。因硬度不高，故可在熱處理以後精切齒形，且在使用中易於跑合。
4.正火正火能消除內應力、細化晶粒、改善力學效能和切削效能。機械強度要求不高的齒輪可用中碳鋼正火處理。大直徑的齒輪可用鑄鋼正火處理。
5.滲氮滲氮是一種化學熱處理。滲氮後不再進行其他熱處理，齒面硬度可達60～62hrc。
因氮化處理溫度低，齒的變形小，因此適用於難以磨齒的場合(例如內齒輪)。氮化層一般不厚且較脆，故不宜用於有衝擊的場合。常用的滲氮鋼為38crmoala。
上述五種熱處理中，調質和正火後的齒面硬度較低(hbs≤350)，為軟齒面齒輪;其他三種的齒面硬度較高，為硬齒面齒輪。軟齒面工藝過程較簡單，適用於一般傳動。當大小齒輪都是軟齒麵時，考慮到小齒輪齒根較薄，且受載次數較多，彎曲強度較低，一般應使小齒輪齒面硬度比大齒輪高20～50hbs。
硬齒面齒輪承載能力高，但需專門裝置磨齒，常用於要求結構緊湊或生產批量大的齒輪。
常用的齒輪材料
類別牌號熱處理硬度(hbs或hrc)
優質碳素鋼
35正火150～180hbs
調質180～210hbs
表面淬火40～45hrc
45正火170～210hbs
調質210～230hbs
表面淬火43～48hrc
50正火180～220hbs
合金結構鋼
40cr調質240～285hbs
表面淬火52～56hrc
35simn調質220～260hbs
表面淬火40～45hrc
40mnb調質240～280hbs
20cr滲碳淬火回火56～62hrc
20crmnti滲碳淬火回火56～62hrc
38crmoala滲氮60hrc
鑄鋼zg270-500正火140～170hbs
zg310-570正火160～200hbs
zg340-640正火180～220hbs
zg35simn正火160～220hbs
調質200～250hbs
灰鑄鐵ht200 170～230hbs
ht300 187～255hbs
球墨鑄鐵qt500-5 147～241hbs
qt600-2 229～302hbs
模具材料及熱處理答案
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