目前，我國已成為世界第一汽車制造與銷售大國，汽車制造業(yè)已成為我國經(jīng)濟(jì)不可或缺的支柱產(chǎn)業(yè)。汽車齒輪制造與使用量(主機(jī)及配件使用)無疑成為世界第一。

　　汽車齒輪作為汽車上關(guān)鍵零件，主要用于傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)，并通過它們來改變發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸和主軸齒輪的速比。由于汽車行駛狀況隨路況隨機(jī)變化，因而汽車齒輪的工作狀況非常復(fù)雜，這就要求汽車齒輪具有良好的內(nèi)質(zhì)量。

　　汽車齒輪熱處理工藝、特點(diǎn)與作用

　　汽車齒輪的內(nèi)在質(zhì)量主要是指齒輪的顯微組織、力學(xué)性能等指標(biāo)滿足技術(shù)要求，同時(shí)其他缺陷必須控制在規(guī)定的技術(shù)范圍之內(nèi)。汽車齒輪內(nèi)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(xiàn)低噪聲、高精度，長壽命的關(guān)鍵因素。汽車齒輪熱處理(工藝)包括：一是普通熱處理，如退火、正火、淬火、回火、調(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)。

　　1、調(diào)質(zhì)：調(diào)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(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)碳素鋼或合金鋼制造的齒輪。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)性能的回火索氏體組織。一般經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，齒輪硬度可達(dá)220~285HBW。調(diào)質(zhì)齒輪的綜合性能優(yōu)于正火。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)和最終熱處理。

　　2、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(diào)質(zhì)處理，以便使齒輪心部有一定的強(qiáng)度和韌度。表面淬火主要有感應(yīng)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。汽車齒輪表面淬火主要采用感應(yīng)淬火工藝。由于感應(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，在現(xiàn)代化汽車行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。

　　3、滲碳與碳氮共滲：(1)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)成為重要汽車齒輪(如差速器齒輪、驅(qū)動(dòng)橋主從動(dòng)弧齒錐齒輪、變速器齒輪等)的主導(dǎo)熱處理工藝。(2)碳氮共滲：近幾年汽車用自動(dòng)變速器AIT滲碳齒輪的齒面在工作中的實(shí)際溫度約達(dá)300℃，遠(yuǎn)高于正常的回火溫度(150~200℃)。這種表面的溫度將導(dǎo)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(qiáng)度。在碳氮共滲時(shí)，隨著含氮量的增加ΔHV(硬度降低)提高，抗回火性能提高，抗回火溫度達(dá)到300℃。

　　4、滲氮與氮碳共滲：(1)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(qiáng)度及抗蝕能力。滲氮處理溫度低，因此齒輪變形小，無需磨削或只需精磨即可。日本在汽車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(yīng)用于汽車齒輪，均提高了齒輪精度和使用壽命。(2)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(yīng)用于轎車、輕型客車變速器齒輪等零件。

　　汽車齒輪熱處理的發(fā)展趨勢(shì)

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

　　1、高品質(zhì)：主要表現(xiàn)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(nèi)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，如開發(fā)更好的爐襯耐熱和保溫節(jié)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：研究開發(fā)齒輪的新工藝，這些新工藝少(無)污染、環(huán)保，如低壓真空滲碳、離子滲氮、雙頻感應(yīng)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(shì)，計(jì)算機(jī)、傳感器、智能庫將構(gòu)成智能熱處理的核心，主要表現(xiàn)在：根據(jù)齒輪等零件的材料、技術(shù)要求等，系統(tǒng)自動(dòng)生成工藝;生產(chǎn)過程的完全閉環(huán)自動(dòng)控制;齒輪等零件的熱處理質(zhì)量的預(yù)測(cè)、預(yù)判;系統(tǒng)故障自動(dòng)診斷與處置;在線的自適應(yīng)及應(yīng)急應(yīng)變能力，如開發(fā)了離子滲氮、碳氮共滲所用的氮?jiǎng)輦鞲衅骱偷蛪簼B碳的碳勢(shì)傳感器等。