22CrMnMo、20CrMnMoH和20CrMoH钢由于有着较高淬透性而用于中型汽车齿轮。此类钢可采用渗碳后直接淬火工艺。由于铬锰钼钢和铬钼钢中含有铬和钼等形成碳化物的元素,在渗碳过程中将促使轮齿表面碳含量增加,容易在渗碳层组织中出现大量碳化物,使渗碳层性能恶化。因此,齿轮采用铬锰钼钢和铬钼钢渗碳时,宜采用弱渗碳气氛,以防止形成过量碳化物。22CrMnMo和20CrMnMoH齿轮锻坯正火后在650~670℃进行高温回火处理,金相组织为细片状珠光体+少量铁素体,硬度为171~229HB。
20CrMnH齿轮锻坯好在连续式等温正火炉中处理,935~945℃加热,640~650℃先预冷后等温,可获得均匀的铁素体+珠光体组织,硬度为156~207HB。文献指出,20CrMoH钢冶炼工艺稳定,淬透性带较窄且易于控制,与20CrMnTi钢齿轮比较,具有热处理畸变小;渗层有良好、稳定的淬透性;金相组织、渗碳淬火后的表面和心部硬度,均能较好地满足技术要求;疲劳性能好,比较适合汽车中小模数齿轮。综合考虑齿轮的服役条件,既齿轮的疲劳寿命,又减少齿轮的热处理畸变,在用以制造变速箱齿轮时应为J9=30~36HRC,用以制造后桥齿轮时应为J9=37~42HRC。
凸轮轴齿形带轮:凸轮轴齿形带轮是各种汽车发动机中普遍使用的粉末冶金零件,通过一次成形和精整工艺,不需要其他后处理工艺,可以完全达到尺寸精度要求,尤其是齿形精度。因此,与用传统机械加工方法制造相比,在材料投入和制造上都大大减少,它是体现粉末冶金特点的典型产品。
相互啮合的两轮齿接触时,齿面间的作用力和反作用力使两工作表面上产生接触应力,由于啮合点的位置是变化的,且齿轮做的是周期性的运动,所以接触应力是按脉动循环变化的。齿面长时间在这种交变接触应力作用下,在齿面的刀痕处会出现小的裂纹,随着时间的推移,这种裂纹逐渐在表层横向扩展,裂纹形成环状后,使轮齿的表面产生微小面积的剥落而形成一些疲劳浅坑。