[發明專利]一種12Cr2Ni4A合金結構鋼及齒輪加工制造方法

無效

• 申請號: 201310299326.4
• 申請日: 2013-07-16
• 公開（公告）號: CN104294152A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 張明
• 申請（專利權）人: 無錫華冶鋼鐵有限公司
• 主分類號: C22C38/16
• 分類號: C22C38/16;C22C38/14;B22C9/02;B22C9/28;C21D1/26;C21D9/32;C23C8/38;C23F17/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 楊小雙

技術領域

本發明屬于鑄造技術領域，涉及齒輪及其合金結構鋼。尤其是一種用12Cr2Ni4A合金結構鋼為材料的齒輪加工制造方法。?

背景技術

近年來，隨著機械行業向輕量化、高性能和低成本的方向發展，對動態設計提出了更高的要求。而齒輪又是在各個行業幾乎都有涉及，比如航空航天，礦山機械，船舶，石油機械等無處沒有齒輪的應用，比如航空發動機是飛機的“心臟”，而齒輪是航空發動機中非常重要的一個零件，在航空發動機中起著能量和動力傳遞的關鍵作用。由于航空發動機中的齒輪運行是在高速、高壓和高溫狀態下，工作條件惡劣，而碳素鋼具有強度高、耐熱性好和耐腐蝕等優點，被認為是航空發動機齒輪制造的理想材料之一；但是航空發動機碳素鋼齒輪在鍛造生產中，由于鍛造溫度高，設備載荷大，模具易變形和磨損，導致齒輪的尺寸精度降低，齒輪的性能難以保證；因此，在精鍛碳素鋼齒輪時，對模具的材料性能和強度要求高，這又增加了模具的制造成本，從而使碳素鋼齒輪鍛造的生產成本增加。如何降低碳素鋼齒輪的鍛造溫度，提高碳素鋼齒輪的尺寸精度和改善碳素鋼齒輪的性能一直成為碳素鋼齒輪鍛造的一大難題。?

發明內容

針對現有技術的不足，本發明為了解決上述問題，設計了一種用12Cr2Ni4A合金結構鋼為材料的齒輪加工制造方法。?

本發明設計了一種用12Cr2Ni4A合金結構鋼為材料的齒輪加工方法，其材料主要包括了下列元素的百分比含量：C0.78%-1.21%，Si1.23%-2.91%，Ti0.12%-0.25%，Mn0.25%-0.55%，Ni1.28%-2.97%，P<0.035%，S<0.034%,?Cu<0.025%，Mg<0.023%。優選C0.79%-1.18%，Si1.25%-2.88%，Ti0.15%-0.35%，Mn0.27%-0.52%，Ni1.32%-2.67%，P<0.032%，S<0.037%,Cu<0.024%，Mg<0.028%。其加工工藝關鍵技術如下：（1）鑄造成形：在此采用脫箱鑄造，在可脫砂箱內造型，合型后澆注前將砂箱取走，型砂填充鑄型周圍，防止澆注時錯型，該方法還節省了砂箱，使得砂箱得到重復使用，工藝流程為：制造模樣和芯盒—混制型砂—混制芯砂造型—造芯—合型—澆注—落砂清理，澆注溫度為：810-870℃，（2）對脫箱鑄造的齒輪坯料進行等溫退火，將毛坯加入高溫爐中，加熱為810℃-860℃，保溫時間為3-5h，隨爐冷卻到700℃，保溫5-8h，再空冷，（3）對等溫退火后的齒輪進行粗車外圓，鏜削內孔，在加工中引入冷卻液，該冷卻液為綠色環保液，保證齒輪和刀具散熱合理，防止機械瘤的形成，車外圓加工余量為1.3-1.5mm，再進行精加工，加工精度為IT6-IT7，加工余量為0.65-0.73mm，表面粗糙度為Ra=0.8μm-1.6μm，（4）對機械加工后的齒輪進行表面滲氮處理，采用氣體耐腐蝕滲氮法，即在滲碳爐中通入氨氣，使其電離，氮、氫離子高速沖擊零件表面，滲氮深度為0.5-0.8mm，（5）將經過滲氮處理的齒輪進行感應淬火處理，即齒輪放入感應器中，由電流的集夫效應，使零件由表面向內加熱升溫，使得表層一定深度組織轉變為奧氏體，迅速冰冷，（6）對滲氮處理后的齒輪進行拋光處理，將齒輪放入激光水浴中，拋光38-55分鐘，不僅提高了偏心套的表面質量而且還提高了銷軸的尺寸精度和形狀精度。?

本發明優點在于由脫箱鑄造得到的齒輪改善了材料的力學性能，該方法還節省了砂箱，使得砂箱得到重復使用，變形后金屬具有再結晶組織而無加工硬化現象，此法能以較小的力達到較大變形，同時獲得高力學性能的再結晶組織。而且經過機械加工后的滲氮處理和熱處理使得齒輪的尺寸精度高，表面光潔，?而且齒輪具有高的疲勞強度，并且改善了耐腐蝕性。通過滲氮處理，從而使得偏心套具有高的疲強度、耐磨性以及齒輪表面硬度，抗彎強度、耐磨性等得到提高，而且心部的柔韌性得到改善；對表面處理后的齒輪進行拋光處理，不僅提高了齒輪的表面質量而且還提高了齒輪的尺寸精度和形狀精度。?

具體實施方式

實施例一?