三次制粒机是我公司为某钢铁公司生产的产品，大齿轮是传动装置的关键部件，其中大齿轮材质选用ZG35CrMo铸造合金钢，规格为Φ6390/Φ5440×830mm（m=45、z=140），净重27700kg。图样技术要求：调质，齿面硬度200～255HBW。大齿轮采取两半齿轮分体式组合结构，如图1所示。
1.大齿轮调质存在的问题及解决对策
模数45、齿数140、直径6m以上的铸造合金钢大齿轮进行调质处理，会存在以下问题：
（1）调质后的变形问题，上下端面、径向都会产生变形，出现较大的变形和扭曲。
（2）由于调质时变形量过大，为保证加工，热处理前留有较大加工余量，在铣齿过程中，淬硬层被加工掉，就不能充分发挥调质的作用。
（3）大型铸件进行调质，由于成分偏析，硬度分布不均匀，波动较大，局部会出现硬度过高现象，会造成加工困难，生产周期不能保证，加工费用随之增加。
（4）大模数齿轮采用粗车外圆后调质，由于受到钢材淬透性的限制，往往在齿根部位不能获得要求的调质组织和硬度。
为了解决大齿轮调质过程中出现的问题，考虑到正火、回火硬度均匀、变形量小、操作简单的优势，决定采用粗开齿正火、回火代替调质。
2.工艺试制方案及实施
（1）化学成分的设计
大齿轮材质为ZG35CrMo，化学成分如表1所示。该材料含碳量及合金元素含量均较低，如果采用正火、回火工艺方法达到硬度和淬硬层深度要求，就必须严格控制化学成分。钢中碳含量的多少是决定淬硬性的主要元素，所以要求大齿轮的碳含量要控制在中上限。Cr、Mo两种合金元素是提高淬透性的主加元素，要求Cr、Mo含量也要在中上限。
表1 ZG35CrMo化学成分（质量分数）（%）
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C |
Mn |
Si |
P |
S |
Cr |
Mo |
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0.30～0.37 |
0.50～0.80 |
0.30～0.50 |
≤0.035 |
≤0.035 |
0.80～1.20 |
0.20～0.30 |
铸造时按上述要求进行配料、浇铸，以确保热处理正火、回火后大齿轮性能达到技术要求。大齿轮化学成分见表2。
表2大齿轮化学成分（质量分数）（%）
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齿轮号 |
C |
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