Nhiệt luyện là nơi một bánh răng có được độ mạnh làm việc. Một bánh răng được cắt từ thép có thể có đúng hình học, nhưng nó sẽ mòn, rỗ hoặc gãy nhanh nếu bề mặt quá mềm so với tải. Do đó hầu hết các bánh răng công nghiệp đều được tôi bề mặt: một bề mặt cứng, chống mài mòn phủ trên một lõi dẻo, chịu được sốc. Chọn đúng quy trình tôi và đặc tả nó rõ ràng trên bản vẽ là một trong những quyết định quan trọng nhất trong mua sắm bánh răng.
Thấm cacbon, còn gọi là tôi bề mặt, là quy trình phổ biến nhất cho các bánh răng chịu tải nặng. Bánh răng được nung trong môi trường giàu các-bon để các-bon khuếch tán vào lớp bề mặt, sau đó được tôi để tạo lớp mặt martensit cứng. Độ sâu lớp thấm điển hình dao động từ 0,3 mm đến 2,0 mm tùy theo mô-đun và chế độ làm việc. Các vật liệu như 20CrMnTi được thiết kế cho quy trình này, và bánh răng thấm cacbon là lựa chọn mặc định cho các bánh răng truyền động ô tô và công nghiệp nặng.
Tôi cao tần chỉ nung nóng cục bộ mặt răng bằng một cuộn dây điện từ, sau đó là làm nguội nhanh. Nó phù hợp với thép các-bon trung bình như thép 45 hoặc 40Cr, tạo ra bề mặt cứng trong khi giữ lõi dẻo, và hiệu quả cho các bánh răng lớn hoặc các chi tiết cần vùng cứng ở những khu vực cụ thể. Vì chỉ bề mặt được nung, biến dạng thường thấp hơn và quy trình nhanh, nhưng độ sâu lớp thấm và dạng đạt được phụ thuộc vào hình học răng và thiết kế cuộn dây.
Thấm nitơ đưa nitơ vào bề mặt ở nhiệt độ tương đối thấp, thường 480 đến 580 °C, không cần làm nguội nhanh sau đó. Điều này tạo ra một lớp mặt rất cứng, mỏng với biến dạng tối thiểu, khiến nó hấp dẫn đối với các bánh răng chính xác không được phép đổi hình dạng trong quá trình xử lý. Thấm nitơ phù hợp với các bánh răng chạy ở tải vừa phải với yêu cầu độ chính xác cao, nơi biến dạng thấp bù đắp cho độ sâu lớp thấm mỏng hơn.
Độ cứng được đặc tả dưới dạng độ cứng bề mặt và độ cứng lõi, thường đo theo thang Rockwell hoặc Vickers. Mục tiêu điển hình là 58 đến 62 HRC trên mặt sườn răng đối với bánh răng thấm cacbon, với độ cứng lõi khoảng 30 đến 40 HRC để đảm bảo độ dẻo. Người mua nên nêu rõ khoảng độ cứng, độ sâu lớp thấm, và việc có cần kiểm tra độ cứng trên mẫu thử hay trên chính bánh răng, bởi vì những lựa chọn này ảnh hưởng đến chi phí và thời gian giao hàng.
Để báo giá, hãy nêu rõ mác vật liệu, quy trình tôi bạn kỳ vọng, khoảng độ cứng bề mặt và lõi, và độ sâu lớp thấm nếu ứng dụng yêu cầu. Nếu bạn chưa chắc, một nhà cung cấp có năng lực có thể đề xuất quy trình dựa trên tải, tốc độ, mô-đun răng và môi trường vận hành. Một đặc tả nhiệt luyện rõ ràng trên bản vẽ tránh phải làm lại và rút ngắn toàn bộ chu kỳ dự án.