[發(fā)明專利]一種有利于提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的齒輪生產(chǎn)工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410354462.3
• 申請(qǐng)日: 2014-07-24
• 公開（公告）號(hào): CN104128767A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳光武
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都亨通兆業(yè)精密機(jī)械有限公司
• 主分類號(hào): B23P15/14
• 分類號(hào): B23P15/14;C23F17/00;C21D9/32;B22D11/115;C23C8/22
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于轉(zhuǎn)矩傳遞的傳動(dòng)部件制造工藝，特別是涉及一種有利于提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的齒輪生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)

齒輪是機(jī)械設(shè)備中的關(guān)鍵部件，齒輪質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到整個(gè)設(shè)備的使用壽命。而齒輪質(zhì)量的好壞在很大程度上取決于齒輪材料及其熱處理工藝。因此，國內(nèi)外與齒輪制造相關(guān)的廠家都極為重視齒輪材料及其熱處理技術(shù)的研究開發(fā)。

現(xiàn)有技術(shù)中齒輪的材料選擇一般根據(jù)齒輪在傳動(dòng)系統(tǒng)中的受力和工作環(huán)境，熱處理工藝是保證齒輪表面硬化層厚度、齒輪表面和心部硬度、齒輪的抗腐蝕性能滿足工藝要求的手段。現(xiàn)有技術(shù)中針對(duì)材質(zhì)為20CrMnTiH齒輪的熱處理得到的產(chǎn)品馬氏體金相等級(jí)較高，這樣得到的齒輪在使用過程中在外力作用下極易出現(xiàn)加工硬化，導(dǎo)致齒輪在較短時(shí)間內(nèi)發(fā)生表面層脫離，嚴(yán)重影響齒輪傳動(dòng)的穩(wěn)定性和使用壽命，通過采用鑄坯的方式得到齒輪毛坯雖然高效，但齒條和齒面上C含量差異較大，影響齒輪壽命進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中針對(duì)材質(zhì)為20CrMnTiH齒輪的熱處理得到的產(chǎn)品馬氏體金相等級(jí)較高，這樣得到的齒輪在使用過程中在外力作用下極易出現(xiàn)加工硬化，導(dǎo)致齒輪在較短時(shí)間內(nèi)發(fā)生表面層脫離，嚴(yán)重影響齒輪傳動(dòng)的穩(wěn)定性和使用壽命的問題，本發(fā)明提供了一種有利于提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的齒輪生產(chǎn)工藝。

針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供的一種有利于提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的齒輪生產(chǎn)工藝通過以下技術(shù)要點(diǎn)來達(dá)到發(fā)明目的：一種有利于提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的齒輪生產(chǎn)工藝，包括順序進(jìn)行的鑄坯、切削加工、熱處理、精切削和磨削加工，所述鑄坯的原料為20CrMnTiH，所述鑄坯采用結(jié)晶器電磁攪拌，所述電磁攪拌的電流為400A，頻率為2.5Hz，所述熱處理包括將切削加工得到的毛坯加熱至600-920℃進(jìn)行滲碳處理，且滲碳處理中以上溫度保持時(shí)間不少于3h，所述加熱為分段加熱，分別為第一階段的持續(xù)時(shí)間為20-30min的600-870℃預(yù)熱、第二階段的1.5-2h的870-920℃滲碳、第三階段1-1.2h的870-900℃擴(kuò)散、第四階段的緩冷，毛坯緩冷到500-600℃時(shí)進(jìn)行淬火、對(duì)淬火后的毛坯加熱至170-200℃并保溫不少于3h進(jìn)行回火；

所述預(yù)熱為將毛坯置于甲醇和丙烷氣體中共熱，所述滲碳為將上述預(yù)熱階段的毛坯、甲醇和丙烷氣體環(huán)境升溫并保溫，控制甲醇和丙烷氣體的補(bǔ)充量，維持碳勢(shì)保持為1.1-1.15%，所述擴(kuò)散為將滲碳的毛坯、甲醇和丙烷氣體環(huán)境降溫并保溫，控制甲醇和丙烷氣體的補(bǔ)充量，維持碳勢(shì)保持為0.7-0.75%。

更進(jìn)一步的技術(shù)方案為：

所述切削加工與熱處理之間還包括除油清洗步驟。

所述除油清洗步驟為采用溫度為50-65℃的除油清洗劑對(duì)毛坯不少于30min的浸泡處理。

所述熱處理與精切削之間還包括不少于15min的噴丸處理。

所述緩冷為爐冷。

所述淬火為油冷，且油溫保持在80-120℃范圍內(nèi)。

所述油冷與回火步驟之間還包括清洗步驟。

????本發(fā)明具有以下有益效果：

1、本發(fā)明提供的環(huán)規(guī)制造方法工藝簡單，熱處理和滲碳時(shí)間總和為現(xiàn)有技術(shù)的70-80%，同時(shí)最后齒輪產(chǎn)品的金相組織晶粒得到了細(xì)化，齒輪產(chǎn)品馬氏體組織金相等級(jí)為3，相較于現(xiàn)有技術(shù)采用本材料得到的齒輪馬氏體組織金相等級(jí)下降了2-3個(gè)等級(jí)，同時(shí)，通過以上熱處理工藝，得到的齒輪表面硬度保持在59-60HRC上，心部硬度等級(jí)保持在35-36HRC上，表層硬化層厚度為1.2-1.3mm。以上產(chǎn)品齒輪參數(shù)使得齒輪在使用過程中表面硬化層不易脫離、齒輪抗沖擊能力、耐磨性和強(qiáng)度適宜，齒輪的使用壽命為同等采用現(xiàn)有熱處理工藝得到的齒輪的5-7倍。

2、本工藝路線采用的滲碳處理溫度參數(shù)和各個(gè)階段持續(xù)時(shí)間，便于實(shí)現(xiàn)毛坯足夠的淬透性、小的過熱敏感性、良好的滲碳能力、熱處理之后的殘余奧氏體含量少、滲碳淬火變形量小。

3、鑄坯過程中采用的結(jié)晶器電磁攪拌，攪拌器激發(fā)的交變磁場滲透到鑄坯的鋼水內(nèi)，就在其中感應(yīng)起電流，該感應(yīng)電流與當(dāng)?shù)卮艌鱿嗷プ饔卯a(chǎn)生電磁力，作用在鋼水體積元上，從而能推動(dòng)鋼水運(yùn)動(dòng)。電磁攪拌的參數(shù)選擇使得得到的齒輪毛坯中Cr、Mn、C的偏析度分別在0.05、0.05和0.085左右，相較于現(xiàn)有技術(shù)普遍采用的電磁攪拌，Cr、Mn、C的偏析度下降值分別為0.035、0.02和0.035左右，即以上工藝參數(shù)的選擇均勻了齒輪毛坯中各組分的分布，有利于齒輪同一工作面上力學(xué)性能和耐磨性的統(tǒng)一性，利于齒輪的壽命。

具體實(shí)施方式