工业机械传动齿轮制作材质有哪些？

工业机械传动齿轮的常用制作材质涵盖金属与非金属两大类，具体选择需结合载荷、速度、精度及工作环境等需求综合确定，以下是具体材质及其特性：

一、金属材质
锻钢
特性：强度高、韧性好，可通过热处理（如淬火、渗碳、渗氮）改善力学性能，是齿轮制造的主流材料。
分类：
软齿面齿轮（硬度≤350HBS）：
材料：45钢、40Cr、35SiMn等中碳钢或合金钢。
处理：正火或调质后切齿，制造简便、成本低，适用于中小功率、低速或精度要求不高的场合（如普通机床、运输机）。
硬齿面齿轮（硬度>350HBS）：
材料：20Cr、20CrMnTi、38CrMoAlA等低碳合金钢。
处理：切齿后进行表面硬化（如渗碳淬火、氮化），齿面硬度达58-65HRC，芯部韧性好，承载能力高，适用于高速、重载或机械（如汽车变速箱、航空发动机）。
铸钢
特性：耐磨性、强度较好，但铸造内应力大，需经正火或退火处理。
应用：尺寸较大、形状复杂或不宜锻造的齿轮（如大型矿山机械齿轮）。
铸铁
灰铸铁（如HT200、HT300）：
特性：切削性能好，抗胶合、抗点蚀能力强，但抗弯强度低、脆性大。
应用：低速、轻载、开式传动场合（如手动工具、农业机械）。
球墨铸铁（如QT500-7、QT600-2）：
特性：力学性能接近铸钢，抗冲击性好。
应用：替代铸钢制造大齿轮（如风电齿轮箱、重型机械）。
有色金属
青铜（如锡青铜CuSn10）：
特性：耐磨性、自润滑性好，但成本高。
应用：低速、高负荷或腐蚀性环境（如蜗轮传动、化工机械）。
黄铜（如CuZn40）：
特性：成本低、易加工，但强度较低。
应用：中低载荷齿轮（如仪表齿轮、玩具齿轮）。
二、非金属材质
工程塑料
尼龙（PA6、PA66）：
特性：自润滑性、耐腐蚀性好，但易老化、强度较低。
应用：高速、轻载、低噪音场合（如家用电器、办公设备）。
聚甲醛（POM）：
特性：机械强度高、耐磨性好，尺寸稳定性优。
应用：中低载荷齿轮（如汽车仪表、玩具）。
复合材料
玻璃纤维增强尼龙：
特性：强度、耐磨性显著提升，成本适中。
应用：中载荷齿轮（如电动工具、汽车座椅调节器）。
三、材质选择的核心原则
载荷与速度：
高载荷、高速场景优先选硬齿面锻钢（如20CrMnTi渗碳淬火）或球墨铸铁。
低载荷、低速场景可用灰铸铁或工程塑料。
精度要求：
机械（如数控机床）需硬齿面齿轮（精度5级以上），材料选40Cr、38CrMoAlA等。
一般传动选软齿面齿轮（精度8级），材料选45钢、40Cr等。
工作环境：
腐蚀性环境选不锈钢（如316L）或青铜。
高温环境选耐热钢（如20Cr2Ni4A）。
成本与加工性：
大批量生产优先选锻钢（成本低、效率高）。
小批量或复杂形状可选粉末冶金（材料利用率高、无需切削）。