[發明專利]一種控制高合金滲碳鋼淬火齒輪公法線收縮的熱處理工藝

有效

• 申請號: 201310706513.X
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN103710497A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 黃星;倪官仁;顧曉明;馬良;牟杏華
• 申請（專利權）人: 常州天山重工機械有限公司
• 主分類號: C21D1/18
• 分類號: C21D1/18;C21D9/32
• 代理公司: 常州市維益專利事務所 32211
• 代理人: 王凌霄

技術領域

本發明涉及熱處理工藝的技術領域，尤其是一種控制高合金滲碳鋼淬火齒輪公法線收縮的熱處理工藝。

背景技術

重載齒輪的發展使得高合金滲碳鋼得到了普遍的使用，也使齒輪在接觸疲勞和彎曲疲勞上都有了極大提高，但是高合金鋼材料的使用對熱處理的變形產生很大的影響，一般的規律是，合金元素越高，淬透性越好，熱處理變形就越大。

如果齒輪的結構本身不對稱，薄壁，將使齒輪熱處理產生極大的變形，而由于結構上的原因，往往造成齒輪公法線的收縮，過大的公法線收縮將使齒輪在磨削時無加工余量，造成產品的報廢；如果在滾齒時加大公法線數值，往往會造成齒根凸臺，齒輪在使用過程中應力集中，嚴重時也會造成產品的報廢。因此減少和控制此類產品齒輪公法線的漲量十分必要。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：為了解決上述背景技術中提出的問題，本發明提供一種控制高合金滲碳鋼淬火齒輪公法線收縮的熱處理工藝，該熱處理工藝可以控制高合金滲碳鋼淬火齒輪公法線的漲量，即可以減小熱處理齒輪公法線的收縮。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種控制高合金滲碳鋼淬火齒輪公法線收縮的熱處理工藝，具體步驟為：

一、首先將高合金滲碳鋼齒輪淬火加熱到臨界溫度AC3；

二、然后將高合金滲碳鋼齒輪在AC3+20℃溫度下進行保溫，其保溫時間與高合金滲碳鋼有效壁厚的比值為60分鐘/50毫米；

三、保溫一段時間后，使高合金滲碳鋼齒輪充分奧氏體化后對其進行冷卻，冷卻溫度是在保溫溫度的基礎上降低20℃～30℃，且冷卻溫度高于高合金滲碳鋼的AC1溫度，將高合金滲碳鋼齒輪在冷卻溫度下保溫1～3小時，使得高合金滲碳鋼齒輪的溫度均勻化；

四、最后再將步驟三中的高合金滲碳鋼齒輪進行淬火處理。

本發明的有益效果：本發明的一種控制高合金滲碳鋼淬火齒輪公法線收縮的熱處理工藝，該熱處理工藝可以控制高合金滲碳鋼淬火齒輪公法線的漲量，通過對漲量的控制，有效規避由于公法線漲量過大造成磨削量過大、熱處理滲碳層深度偏淺或者由于齒輪公法線漲量過小造成無法磨削到成品且造成齒面粗糙度無法達到工藝要求。

具體實施方式

一種控制高合金滲碳鋼淬火齒輪公法線收縮的熱處理工藝，根據高合金滲碳鋼材料的特性和齒輪的結構，對熱處理淬火工藝進行優化調整，具體步驟為：

一、首先根據高合金滲碳鋼材料的特性，查出其奧氏體轉變的AC3點，將高合金滲碳鋼齒輪淬火加熱到臨界溫度AC3；

二、然后將高合金滲碳鋼齒輪在AC3+20℃溫度下進行保溫，其保溫時間與高合金滲碳鋼有效壁厚的比值為60分鐘/50毫米；

三、保溫一段時間后，使高合金滲碳鋼齒輪充分奧氏體化后對其進行冷卻，冷卻溫度是在保溫溫度的基礎上降低20℃～30℃，且冷卻溫度高于高合金滲碳鋼的AC1溫度，將高合金滲碳鋼齒輪在冷卻溫度下保溫1～3小時，使得高合金滲碳鋼齒輪的溫度均勻化；

四、最后再將步驟三中的高合金滲碳鋼齒輪進行淬火處理，淬火槽的冷卻裝置達到最大攪拌速度，使得齒輪冷卻充分，均勻，其目的是減少高合金滲碳鋼中的殘余奧氏體，獲得細小馬氏體。

當齒輪的材料為18CrNiMo7-6，如果將合金元素Cr、Ni、Mo冶煉時達到成分上限，在滲碳淬火以后可能發生收縮從而導致齒輪的報廢。故一旦出現合金元素偏向上限這種情況，可以利用該熱處理工藝使齒輪公法線不產生收縮。18CrNiMo7-6材料的AC3點在810℃，如18CrNiMo7-6材料冶煉時成分在上限，且采用正常的保溫溫度830℃進行淬火，可能出現齒輪公法線收縮現象。現在采用升溫到830℃，具體時間根據齒輪有效厚度進行計算60分鐘/50毫米，再降溫20℃～30℃，再保溫1～3小時，然后再進行淬火處理，這樣就可以避免了齒輪公法線發生收縮現象。

下面對現有的高合金滲碳鋼淬火齒輪熱處理工藝與本發明中控制高合金滲碳鋼淬火齒輪公法線收縮的熱處理工藝進行比較：

現有的高合金滲碳鋼淬火齒輪熱處理工藝的實驗數據如下：

若齒輪采用的是18CrNiMo7-6材料，滾齒后公法線為317.1，成品要求下限值為316.8，現有工藝為830℃保溫5小時淬火，18CrNiMo7-6材料在合金元素成份均在上限時的變形規律如下表所示: