目前困扰国内渗碳淬火齿轮的主要问题是变形问题，它是一个系统性的畸变工程，有专家称其为世界性的难题。但其实就是如何有效控制齿轮“均匀性”的问题，如原材料淬透性带、锻造流线对称性、原始组织均匀性、加热及冷却均匀性等等。

国内绝大多数渗碳淬火齿轮采用淬火油进行淬火冷却，油跟水一样都存在物态变化，存在物态变化的介质在蒸汽膜到沸腾阶段的转变过程中都存在很大的“不确定性”，即使是在相同的条件下，破膜的时间、位置具有相当大的随机性。正是淬火油这种破膜的“不确定性”导致淬火冷却的不均匀性，这是齿轮淬火变形可控性变差的重要原因之一。相对于气淬和盐浴，油淬的变形大，同时规律性很差，产品的变形控制难度较大。因此，控制渗碳齿轮的淬火变形需要充分了解油品的冷却性能，实现精确的淬火冷却控制。

简单的讲，油品选择的基本原则是：在保证有效硬化层的前提下，尽量降低淬火应力，以减小变形及开裂的风险。但并不是说油品冷速越慢，齿轮变形就越小，而是要根据齿轮的形状、大小选择冷却性能分布合理的淬火油，以协调淬火过程的热应力和组织应力。

以变截面齿轮为例，相对于对称结构的齿轮来说，这种复杂结构引起的变形更为突出，如半轴齿轮内花键喇叭口、后桥从动齿轮平面度变形、多联齿轮的变形问题等。由于结构复杂，在加热及冷却过程中组织转变的“不同时性”更为突出，导致更为复杂的应力分布。主要表现为花键喇叭口、平面度差（翘曲）等，其中选择合适的淬火冷却方式，对于控制变形尤为关键。

变截面齿轮变形主要是由于截面上有效厚度不均，淬火时淬硬层分布不均匀，使其淬火应力不能得到平衡，在局部产生较大的塑性变形。而小模数的变截面齿轮变形，从本质上讲主要是组织应力主导的应力变形，解决此类变形要求油品具有以下两个特点：一、较高的特性温度和高温冷速，保证均匀一致的淬硬层，同时增加淬火时的热应力；二、较低的低温冷速，降低组织转变时的组织应力。

例如变截面齿轮的内花键“喇叭口”变形，通常是由于淬火油高温冷却能力不足，使大端的淬硬层不足，导致淬火应力分布不均，或者说是油的蒸气膜阶段过长的缘故。提高油的高温冷速并适当控制低温冷速，一般就能有效解决内花键孔的变形问题。

根据笔者相关技术经验，建议渗碳齿轮选用淬火油需要具备以下基本性能：

1)具有较好的破膜能力，以改善淬火冷却的均匀性（即较高的特性温度）；

2)足够的冷却能力，以保证有效硬化层的要求；

3)较低的低温冷速，减小组织应力；

4)科学合理的冷却分布，有效的控制淬火工件的应力分布。

以上只是针对变截面齿轮的变形特点，进行淬火油选型的分析，不同类型齿轮其变形的机理可能完全不同，在此只是起到抛砖引玉的作用，提供一个淬火油选型的方法。我公司针对齿轮行业复杂多变的情况，研发了一系列淬火油，满足不同工况及要求下的齿轮淬火。例如KR4488等温分级淬火油产品，适用于在满足工件淬硬前提下，对变形要求极高的产品。可以满足小模数渗碳齿轮的淬火要求，在此就不一一列举。总之，在淬火油选型时，应当根据齿轮的材料、形状、尺寸和技术要求并结合工况条件，从油的冷却速度特性分布去进行选择，以协调淬火应力分布，最好能与淬火介质厂家的有关技术人员多进行沟通，按照产品的要求进行量体裁衣，将齿轮淬火变形能够控制在较小的范围内。

来源：科润工业介质