热处理顾名思义是在加工处理过程中进行加热锻造的工艺流程，这种方法在齿轮的加工过程中属于重要的一个工序，通过这种工序处理可以进一步提升齿轮强硬度以及耐磨性，并在另一个层面上可以降低后续工艺的精度要求。而热处理中存在的变形情况会使齿轮在锻造中发生尺寸变化，降低了齿轮传动精度，导致齿轮传动中产生强烈的噪声和异常噪声，有时甚至是导致齿轮寿命缩短的重要因素。
变速箱是汽车的主要部件，是汽车重要的受力单元。由于重载和恶劣的道路条件，重型车辆的变速箱将受到频繁的撞击。基于这种情况，重型车辆的齿轮在要求设计上具备有较高的耐性与强度韧性等性能，这就对热处理提出了更严格的要求。有许多热处理方法可以改善齿轮的机械性能。渗碳淬火是目前在进行热处理工艺中比较常用的一种方法，但是在这个工艺流程进行过程中需要技术要求比较繁杂，在这个过程中造成的齿轮硬化变形成为一种重要关注的技术问题。造成这个问题的影响因素比较广泛，这些影响因素中热处理是影响比较大的问题，也是难点问题。
齿轮在制作中主要运用的是钢，而因为钢的属性材料容易受到温度的变化而产生韧度的变化，因此在高温热处理环境下，齿轮会因此发生变形，这个过程中主要因素是受热过快，齿轮在高温下受热不均匀，内部温度相对于外部表面温度受热较慢，局部的温度受热导致在形状上发生转变，呈现转变，导致变形，出现局部位置有凸出或者凹陷的情况，造成齿轮的设计成品出现不合格的现象的主要因素。
众所周知，热处理过程存在着诸多的环境因素以及其他外在的因素，这些因素共同形成对热处理齿轮造成重要的变形，进而造成成品的不合格。基于这些情况进行统计分析，以下对热处理变形的影响因素进行分列说明，以保证在设计中以影响因素着手，控制热处理齿轮变形的外在因素，保证合格率。
齿轮在加工热处理过程出现变形的其中的一个重要原因是在设计结构的形状对热处理有影响。比如在设计结构上存在偏差，造成在设计上受热不同产生变形现象。考虑到这种情况，在设计过程中，壁的厚度不能太薄，并且应该是均匀和对称的，截面尺寸比例间隙不应太宽，只有在 这个点上加强设计上的改造，对于热处理设计形状进行有效控制，可以确保齿轮设计的影响因素降低到最小。
原材料在选择上有各方面的因素影响，这些因素影响会对齿轮在进行热处理中的疲劳造成影响，而这些特性因素在淬透性以及纯度以及粒度方面都是热处理的重要影响因素。为了使热处理工艺和变形更加稳定，需要对材料有一个相对稳定的淬透性类别。在这种情况下，大多数国际产品根据产品的技术要求来确定淬透性的范围，从而稳定热处理工艺和变形。
锻造可提高齿坯结构的均匀性，这是因为锻造过程是处于一种高温状态下进行，在进行之后进行冷却会造成不均匀现象，这也是与热处理变形的一个重要差异性，齿坯锻造后，金属纤维的流线形状一般沿齿坯的外轮廓呈对称分布，纵截面上的流线应闭合，热处理后流线型的形状较为规则，控制难度较小。锻造比对热处理变形也有一定的影响。结果表明，锻造比控制在2-2.5之间，可以有效保证在对内花键变形有很好的改善作用。此外，如果锻造温度过高，原料的颗粒会生长，在严重的情况下，坯料将报废。
预热的基本目的是获得良好的结构，即完成晶粒细化操作，从而消除残余应力。实际过程是将锻造钢坯加热到超过奥氏体转变的温度，将锻造钢坯转化为奥氏体再冷却，将组织转化为铁素体和珠光体，从而获得良好的塑性，降低了硬度和切割难度。在实际加工过程中，所有奥氏体晶粒均可生产各种珠光体晶粒，完成微观组织细化操作，并能有效控制热处理变形。
经过预热处理后，工件的残余应力和塑性良好。如果切削进给过大或刀具磨损严重，在实际加工过程中会发生位错变形，在热处理过程中会形成内部残余应力并释放出来。造成工件严重变形。虽然不能消除加工过程中产生的残余应力，但可以依靠在加工工艺中进行合理的选择与更换一些有损的工具，可以有效降低残余应力，确保在稳定性上将热处理变形外界影响因素降低到最低。
目前，我国最常用的齿轮热处理方法是渗碳淬火法。渗碳淬火技术具有工艺相对成熟、应用范围广、成本低的优点，是一种较为普遍的应用方法。 渗碳温度是渗碳淬火过程中的主要参数。渗碳温度决定了渗碳速度。渗碳温度越高，晶体结构越大。碳原子的活性越高，碳原子进入晶体的可能性就越大。移动速度越快，渗碳速度越快；但渗碳温度越高，零件屈服强度越低，淬火时热应力越大，变形越大。同时，渗碳温度越高，部分晶粒越容易生长。晶粒长大不仅造成严重的变形，而且大大降 低了零件的力学性能，影响零件的使用寿命。因此，有必要从技术角度降低渗碳温度，从生产成本角度提高渗碳温度，这就要求热处理人员在保证工艺要求的同时进行合理的协调，保证实用性和生产力。
如果加热速度过快，零件表面与芯体的温差较大，因此，温度不应该太快。特别是对于壁厚较大的零件，心脏温度较低。这个过程通常是预热到400-450°C，30-60分钟，所以是热的。
淬火温度对工件的变形有很大的影响。淬火温度越高，零件的热容越大，因此需要在改进过程中考虑介质的影响因素，选择合适的介质来保障淬火温度的控制性。
不同的热处理设备有不同的特点。优良的热处理设备具有加热温度控制精度高、炉温控制精度高、气密性好、加热均匀性好、大气均匀性好等设备，决定了工艺的重复性。零件的变形是可控的。
第一，在设计上需要进行着重的考量，应在设计过程中进行设计改善，由于在进行热处理过程中会造成的受热不均匀，一般薄壁区域会因为受热快而卷曲速率相对较大，因此在基于这个方面的考量，在设计上结合实际情况进行设计上的改善，在热处理过程中确保整个的齿轮受热均匀。
第二，热处理考虑的是对实际需求进行淬透性的确定，这种控制方式可以对热处理中产生变形因素实现有效的控制，因为金属材料大部分是由晶粒所组成的，而在实际运用中，原料中的晶粒大小起到重要的作用，由于所有的晶粒具有不同的特性，结合这些不同的晶粒可以消除它们的力，使得金属材料是各向同性的。有鉴于此，为了能够提出材料的各向异性，因此需要选择晶粒小，数量多的金属材料作为齿轮的设计原料，确保在热处理中保障受热的均匀性，降低热处理变形的问题率。
第三，在进行热处理之前进行预热处理是目前一些企业减少热处理变形的常用方法，温退火工艺作为预热处理比较高效的方法，导致预热处理效果显著提高。对于一些奥氏体相对稳定的合金钢，等温退火工艺可以大大缩短退火周期，有效地稳定热处理变形。
第四，注重加工工艺的检验流程，因为在进行热处理完毕后，可以依靠有效的加工工序进行齿轮的有效改善，确保齿轮的合格率。
第五，渗碳温度在热处理过程中有着重要的因素，因此，在这个热处理过程中可以有效加强人为的控制确保齿轮的生产质量。
通过上述内容的概述分析，可以看出在进行热处理工艺流程时需要加强影响因素的分析与控制，保障齿轮在进行有效热处理后成品质量的确定，而在另一个角度上需要考量操作人员的技能，注重在操作中有效地控制热处理工作，保证齿轮质量。
作者简介：荣庆鹏（1987-），男，江西萍乡人，本科，助理工程师，研究方向为汽车变速箱齿轮热处理。
