工程機械重載齒輪的壽命和承載能力直接影響整個機器的生產能力和經濟效益。隨著經濟建設的發展，對重載齒輪的需求量越來越多，提高齒輪的承載能力、使用壽命和減低成本成為重型機械行業的重要任務之一。

一般齒輪的表面硬化，包括：中、高頻感應加熱淬火，火焰淬火，滲碳，滲氮等。由于工程機械上的齒輪外形和模數都比較大，精度等級要求一般為DIN標9級（ISO10級）。

工程機械的重載齒輪一般屬于單件生產或小批量生產，所以逐齒雙齒廓感應加熱是表面感應淬火中獲得高強度最有效最經濟的方法。

目前，對于重型機械制造廠家來說，均配備中頻淬火設備。因此，開發齒輪逐齒雙齒廓感應淬火工藝，是比較合適的，而且能產生經濟效益。

1. 齒輪淬火方法

1.1 旋轉（全齒）硬化主要用火焰硬化來進行；對于不同的尺寸只需要一套燒嘴（感應旋轉硬化需要較大的振蕩器功率和與齒輪尺寸相配的感應器）。它的費用低；在中等硬度范圍（HRC=45~56）內能可靠地掌握，超過這個硬度就增加了產生裂紋的危險；能沿齒輪整圈獲得較均勻的硬度。更重要的是，它適合小尺寸與中等尺寸齒輪。

1.2 逐齒雙齒廓硬化：對大齒輪比較經濟，在中等硬度范圍（HRC=45-56）內容易掌握。翹曲變形小，通常不需要磨齒。硬化區應當在齒根臨界截面的上方處終止，但是在嚙合起點處要有足夠的硬度。

1.3 逐齒齒槽硬化：大齒輪在中等硬度范圍內（HRC=45~52，有時到55）比較經濟。只有在仔細準備和監控，并具有長期的經驗、合適的材料和最佳的硬化條件下，才能使硬化裂紋的危險性比較小。翹曲變形小，但是要比雙齒廓硬化大一些，常常在硬化開始的地方有周節誤差；有時要求齒輪磨削。逐齒齒槽硬化加熱時，當感應線圈稍作調整后同樣可以達到逐齒雙齒廓的感應效果。

1.4 滲碳硬化：從大批量到單件生產都可以應用。它的直徑受到爐子尺寸與磨床的限制。一直到最高的齒根強度和點蝕強度的范圍內，它都可以掌握。它可以可靠地避免硬化裂紋；但是，可靠的熱處理工藝比較費錢。滲碳后翹曲變形大，需要通過磨齒來保證精度。對于單件生產費用較昂貴。

1.5 氮化硬化：它是一種翹曲變形小的熱處理，這是因為，在由淡化溫度冷卻時，金相組織未發生相變；淡化后通常不需要磨齒。但是淡化的時間比較長，例如：31CrMoV9氣體淡化溫度為490°時，所需的時間大約為192h。而且，淡化后的金相組織要求比較嚴格。氮化費用相當昂貴。

綜合考慮，對于工程機械回轉減速機輸出齒輪，單件生產和DIN 9級精度等級要求，一般情況下，選用調質鋼進行雙齒廓感應硬化就能滿足齒輪的承載能力、使用壽命，同時又能減低成本。

2.調質鋼的材料

如果要求有足夠的表面硬度，就要求含碳量為0.3%到0.45%（超過時就對產生裂紋敏感）。為了避免產生硬化裂紋，要求有較高的純度，帶狀雜質特別不利。為了獲得均勻的硬化結果，最好按照DIN50191的頂端淬火試驗法來驗收材料；裂紋敏感性用多次淬火試件試驗。

非合金鋼多數進行正火處理（切削性好，調質性能差）。由于要求高冷卻速度，所以產生裂紋的危險性大（由于有鐵素體成份，有硬度過低的危險）。具有調質組織的合金鋼比具有退火組織的（由于有鐵素體成份，有硬度過低的危險）更合適；產生裂紋的危險性隨著Ni含量的增多（最佳值為超過2%）而減少。鑄鋼首先要用燒嘴或感應器正火；以便了解硬化區的缺陷。小的缺陷部位可以磨掉，但不允許焊接。

3.逐齒硬化的工藝路線

逐齒硬化設備多數情況都是感應裝置（比較簡單可靠，能均勻地提供能量）。它比旋轉硬化較難掌握，因此，為了能在整個一圈取得恒定的硬化結果，要求具備下列特殊工藝路線：

① 準確配置與引導感應器（燃燒器）。

② 在齒狀硬化試件上進行預試驗（檢查硬化圖形與金相組織）。

③ 沿整個一圈有恒定的硬化條件與淬火條件（保持輪體的溫度恒定）。

④ 在硬化一圈后，在試件上重復硬化（檢驗與第2項同）。

⑤ 使輪齒兩端約1個模數寬處不予硬化（減少齒角折斷的危險）。

⑥ 硬化后在180~200°C左右可直接消除齒輪的應力，減少產生裂紋的危險性。

調質鋼的原材料費用相比較低；9級精度等級單件生產效率高；熱處理后翹曲變形小，消除齒輪應力后，通過噴丸工序后即可滿足工程機械的使用。