齒輪常用材料有鍛鋼、鑄鋼、鑄鐵。
一、鍛鋼
根據(jù)齒面硬度分為兩大類:
HB<350 時(shí)，稱為軟齒面
HB>350 時(shí)，稱為硬齒面
1. 齒面硬度 HB<350
工藝過程: 鍛造毛坯 → 正火 → 粗車 → 調(diào)質(zhì)、精加工
常用材料:45#、35SiMn、40Cr、40CrNi、40MnB
特點(diǎn):
具有較好的綜合性能，齒面具有較高強(qiáng)度和硬度，齒芯具有較好韌性。 熱處理后切齒精度可達(dá)8級(jí)。制造簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)率高，對(duì)精度要求不高
2. 齒面硬度 HB>350
采用中碳鋼時(shí):
工藝過程:鍛造毛坯 → ?；?→ 粗切 → 調(diào)質(zhì) → 精切 → 高、中頻淬火 → 低溫回火 → 珩齒或研磨劑跑合、電火花跑合。
常用材料:45、40Cr、40CrNi
特點(diǎn)：
齒面硬度高 HRC=48 - 55 ,接觸強(qiáng)度高,耐磨性好。齒芯保持調(diào)質(zhì)后的韌性，耐沖擊能力好，承載能力較高。精度下降半數(shù)，可達(dá)7級(jí)精度。
適用于大量生產(chǎn)，如: 汽車、機(jī)床等中速中載變速箱齒輪。
采用低碳鋼時(shí)：
鍛造毛坯 → ?；?→ 切 → 調(diào)質(zhì) → 精切 → 滲碳淬火 → 低溫回火 → 磨齒達(dá)6級(jí)、7級(jí)
常用材料: 20Cr、20CrMnTi、20MnB、20CrMnTo
特點(diǎn)：
齒面硬度，承載能力強(qiáng)。芯部韌性好，耐沖擊適合于高速、重載、過載傳動(dòng)或結(jié)構(gòu)要求緊湊的場(chǎng)合，機(jī)車主傳動(dòng)齒輪、航空齒輪。
二、鑄鋼
當(dāng)齒輪直徑d＞400m，,結(jié)構(gòu)復(fù)雜有困難時(shí)，可采用鑄鋼。
材料：ZG45、ZG55，正火處理。
常化,調(diào)質(zhì)
三、鑄鐵
抗膠合及抗點(diǎn)蝕能力強(qiáng),但抗沖擊耐磨性差。
適合工作平穩(wěn)，功率不大低速或尺寸較大形狀復(fù)雜時(shí)用，能在缺油條件下工作適于開式傳動(dòng)。
四、非金屬材料
布質(zhì)、木質(zhì)、塑料、尼龍、適于高速輕載。
選取材料時(shí)應(yīng)考慮: 齒輪的工作條件不同,輪齒的破環(huán)形式不同,是確定齒輪強(qiáng)度計(jì)算準(zhǔn)則和選擇材料和熱處理的根據(jù)。
1. 對(duì)于受沖擊載荷時(shí),輪齒容易折斷應(yīng)選用韌性較好的材料可選用低碳鋼滲碳淬火。
2. 對(duì)于高速閉式傳動(dòng),齒面易點(diǎn)蝕,應(yīng)選用齒面硬度較好的材料,可選用中碳鋼表面淬火。
3. 對(duì)于低速中載,輪齒折斷,點(diǎn)蝕,磨損均可發(fā)生時(shí),應(yīng)取機(jī)械強(qiáng)度,齒面硬度等綜合機(jī)械性能好的材料,可選中碳鋼調(diào)質(zhì)精切。
4. 力求材料品種少,便于管理，考慮資源和供應(yīng)情況。
5. 當(dāng)結(jié)構(gòu)尺要求緊湊，耐磨性高時(shí),要采用合金鋼。
齒輪常用材料有:
1、40Cr,調(diào)質(zhì)HRC35-38
2、45鋼,調(diào)質(zhì)HRC32-35,齒面高頻感應(yīng)淬火HRC45左右
3、38CrMaAl，首先預(yù)調(diào)質(zhì)HRC32-35后加工,成品表面滲氮后,硬為HV950以上