齒輪熱處理畸變的情況很復(fù)雜，是全部冷、熱加工工序影響因素的綜合反映。機(jī)械加工產(chǎn)生的殘留應(yīng)力，熱處理過(guò)程的熱應(yīng)力、組織應(yīng)力均會(huì)對(duì)變形產(chǎn)生一定的影響。而它們的影響因素較多，涉及原材料、工件結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計(jì)、整個(gè)工藝過(guò)程、技術(shù)要求、機(jī)加工方法、加工條件、熱處理工藝（加熱、冷卻）、工裝等。有時(shí)單從熱處理方面采取措施來(lái)解決齒輪的變形有一定的困難，故要從冷、熱加工全過(guò)程的各種因素來(lái)考慮，具體情況具體分析，采取相應(yīng)措施，排除或減弱不利因素的影響程度，這是減少齒輪熱處理畸變的有效方法。下面列出了低合金鋼滲碳淬火的變形因素。

1）原材料。在齒輪選材正確的前提下，原材料的純潔性、均勻性、淬透性（簡(jiǎn)稱“三性”）是影響滲碳淬火齒輪變形的主要因素。①純潔性指材料的純凈度，鋼中存在雜質(zhì)會(huì)使鋼的基體分割成許多成分、性能、狀態(tài)各異的小區(qū)域，嚴(yán)重時(shí)不僅使工件滲碳淬火后的畸變大，而且可能引發(fā)裂紋，并降低材料的力學(xué)性能。因此希望雜質(zhì)盡可能少，通常非金屬夾雜物控制在≤2級(jí)。②均勻性包括成分、組織及缺陷分布的均勻性。成分不均的偏析導(dǎo)致滲碳淬火后工件各部位的組織、力學(xué)性能、應(yīng)力分布不同，難免出現(xiàn)畸變。出現(xiàn)的帶狀組織、混晶、魏氏組織等不良組織對(duì)變形影響也很大。一般要求原材料的帶狀組織≤2級(jí)。③淬透性包括淬透性值的高低及淬透性帶的寬窄。通常淬透性值太高，冷卻時(shí)馬氏體轉(zhuǎn)變更為劇烈，工件畸變更大，甚至出現(xiàn)裂紋。普遍認(rèn)為J9的大小最為關(guān)鍵，J9=28～42HRC對(duì)于汽車齒輪比較合適；J9＞42HRC時(shí)，材料在滲碳淬火后不僅畸變更大，而且在使用過(guò)程中易產(chǎn)生脆斷。至于淬透性帶，通常認(rèn)為較窄的好，帶寬太大說(shuō)明成分的均勻性差，淬火后變形無(wú)規(guī)律，一般要求≤6～7HRC（國(guó)外有的要求為3HRC）。控制材料“三性”主要有精選爐料、嚴(yán)格控制鋼液成分，必要時(shí)采用爐外精煉，鋼液冷卻時(shí)適當(dāng)增大結(jié)晶速度，減少枝晶的形成。注意鍛軋時(shí)溫度（包括加熱溫度、始鍛軋溫度及終鍛軋溫度）及鍛軋比，有條件的增加高溫均勻化退火處理。

2）工件結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計(jì)。為了減小變形，工件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免尖角、薄壁、臺(tái)階等結(jié)構(gòu)，對(duì)那些不可或缺的孔、槽、筋等，應(yīng)力求分布均勻、對(duì)稱，截面急變的區(qū)域應(yīng)設(shè)計(jì)有均勻過(guò)渡區(qū)，如設(shè)置圓角、斜角等結(jié)構(gòu)，以及減小應(yīng)力集中。

3）鍛造。鍛造不僅成形，而且改善材料的內(nèi)在缺陷，壓合空洞，減少疏松等，可提高材料的均勻性、致密性，并形成合理的流線結(jié)構(gòu)，提高強(qiáng)度。如鍛造中形成過(guò)程組織、折疊、裂紋、不合理的流線分布、嚴(yán)重的帶狀組織、殘留應(yīng)力等，均會(huì)嚴(yán)重影響滲碳淬火畸變，甚至造成開(kāi)裂。

4）正火。正火是滲碳前的一種常用的預(yù)備熱處理工藝，良好的正火處理能達(dá)到減小及防止工件熱處理畸變的目的。普通正火由于工件的加熱、冷卻不均勻，使其硬度和組織不均勻，還易形成粒狀貝氏體組織，增大齒輪滲碳淬火的畸變。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外廣泛采用的等溫正火工藝（有人稱等溫退火），由于采用連續(xù)式爐，加熱、冷卻可控，獲得均勻的組織和硬度，使?jié)B碳淬火的畸變更小。從正火溫度冷至等溫溫度的降溫速率以多大為佳，目前尚無(wú)定論。有人認(rèn)為應(yīng)快些（10℃/s），以求得到更多、更細(xì)的珠光體。國(guó)內(nèi)大多為3℃/s，正火組織中鐵素體量高達(dá)50%。

5）機(jī)加工。機(jī)加工殘留應(yīng)力和表面粗糙度等淬火畸變影響也很大。曾有人發(fā)現(xiàn)，滲碳淬火前在工件上打上一小小鋼印，其殘留應(yīng)力就使畸變?cè)龃?.01～0.08mm。表面粗糙度Ra為3.2μm時(shí)，公法線長(zhǎng)度一般脹大0.03～0.05mm，表面粗糙度優(yōu)于Ra為0.8μm時(shí)，公法線長(zhǎng)度變化明顯減小。

6）滲碳淬火。①設(shè)備。具有良好的爐溫均勻性、密封性和氣氛均勻性的設(shè)備，使?jié)B碳件的質(zhì)量穩(wěn)定，其淬后的畸變小。②工件裝夾。應(yīng)使工件得到合理的支撐，避免因自重引起高溫下的形變，并應(yīng)力求使工件加熱、冷卻均勻，達(dá)到可減小畸變和確保變形的規(guī)律性。具體的工裝夾具應(yīng)按工件的形狀尺寸、處理設(shè)備，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)摸索或計(jì)算機(jī)模擬得出。③工藝。一般認(rèn)為降低滲碳溫度和淬火加熱溫度對(duì)減小畸變效果顯著。合理調(diào)整強(qiáng)滲期與擴(kuò)散期的比例，控制滲層的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)和碳量分布，不僅能優(yōu)化滲層組織，而且可減小畸變。相對(duì)而言，淬火過(guò)程對(duì)畸變的影響更為顯著。選擇合適的淬火介質(zhì)、介質(zhì)的使用溫度、冷卻液的合理攪拌及流向，做到工件均勻冷卻，對(duì)于減少工件的畸變起著至關(guān)重要的作用。

7）關(guān)于齒形齒向的變形。齒形齒向一般不再加工，其變形會(huì)降低齒輪精度，從而降低運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，增大機(jī)械噪聲。低碳合金鋼齒輪滲碳淬火后一般齒形和壓力角增大，齒頂處變負(fù)，其齒向和斜齒輪螺旋角減�。�齒拉直），但有時(shí)不完全遵循此規(guī)律。

總之，滲碳淬火工件的畸變是很復(fù)雜的，解決畸變的辦法，一方面是學(xué)習(xí)別人的經(jīng)驗(yàn)，另一方面是按實(shí)際情況運(yùn)用統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方法（如優(yōu)選洗、正交法、回歸法和模擬法等）不斷進(jìn)行試驗(yàn)總結(jié)。即要認(rèn)識(shí)問(wèn)題的普遍性，又要注意問(wèn)題的特殊性，要認(rèn)真處理好與變形相關(guān)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，把工作做得更細(xì)、更實(shí)。合格的材質(zhì)、良好的鍛造、規(guī)范化的預(yù)備熱處理、有效的冷熱加工配合是減小和穩(wěn)定熱處理畸變不可忽視的環(huán)節(jié)。