[發明專利]一種有利于提高生產效率和降低偏析度的齒輪生產工藝

在審

• 申請號: 201410354501.X
• 申請日: 2014-07-24
• 公開（公告）號: CN104128770A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 吳光武
• 申請（專利權）人: 成都亨通兆業精密機械有限公司
• 主分類號: B23P15/14
• 分類號: B23P15/14;C23F17/00;C21D9/32;B22D11/115;C23C8/22
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及用于轉矩傳遞的傳動部件制造工藝，特別是涉及一種有利于提高生產效率和降低偏析度的齒輪生產工藝。

背景技術

齒輪是機械設備中的關鍵部件，齒輪質量的優劣直接關系到整個設備的使用壽命。而齒輪質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，國內外與齒輪制造相關的廠家都極為重視齒輪材料及其熱處理技術的研究開發。

現有技術中齒輪的材料選擇一般根據齒輪在傳動系統中的受力和工作環境，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。現有技術中針對材質為20CrMnTiH齒輪的熱處理得到的產品馬氏體金相等級較高，這樣得到的齒輪在使用過程中在外力作用下極易出現加工硬化，導致齒輪在較短時間內發生表面層脫離，嚴重影響齒輪傳動的穩定性和使用壽命，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，影響齒輪壽命進一步提高。

發明內容

針對上述現有技術中針對材質為20CrMnTiH齒輪的熱處理得到的產品馬氏體金相等級較高，這樣得到的齒輪在使用過程中在外力作用下極易出現加工硬化，導致齒輪在較短時間內發生表面層脫離，嚴重影響齒輪傳動的穩定性和使用壽命，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，影響齒輪壽命進一步提高的問題，本發明提供了一種有利于提高生產效率和降低偏析度的齒輪生產工藝。

針對上述問題，本發明提供的一種有利于提高生產效率和降低偏析度的齒輪生產工藝通過以下技術要點來達到發明目的：一種有利于提高生產效率和降低偏析度的齒輪生產工藝，包括順序進行的鑄坯、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℃進行滲碳處理，且滲碳處理中以上溫度保持時間不少于3h，所述加熱為分段加熱，分別為第一階段的持續時間為20-30min的600-870℃預熱、第二階段的1.5-2h的870-920℃滲碳、第三階段1-1.2h的870-900℃擴散、第四階段的緩冷，毛坯緩冷到500-600℃時進行淬火、對淬火后的毛坯加熱至170-200℃并保溫不少于3h進行回火。

更進一步的技術方案為：

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。

所述油冷與回火步驟之間還包括清洗步驟。

????本發明具有以下有益效果：

1、本發明提供的環規制造方法工藝簡單，熱處理和滲碳時間總和為現有技術的70-80%，同時最后齒輪產品的金相組織晶粒得到了細化，齒輪產品馬氏體組織金相等級為3，相較于現有技術采用本材料得到的齒輪馬氏體組織金相等級下降了2-3個等級，同時，通過以上熱處理工藝，得到的齒輪表面硬度保持在59-60HRC上，心部硬度等級保持在35-36HRC上，表層硬化層厚度為1.3-1.4mm。以上產品齒輪參數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、耐磨性和強度適宜，齒輪的使用壽命為同等采用現有熱處理工藝得到的齒輪的5-7倍。

2、鑄坯過程中采用的結晶器電磁攪拌，攪拌器激發的交變磁場滲透到鑄坯的鋼水內，就在其中感應起電流，該感應電流與當地磁場相互作用產生電磁力，作用在鋼水體積元上，從而能推動鋼水運動。電磁攪拌的參數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，相較于現有技術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性能和耐磨性的統一性，利于齒輪的壽命。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步的詳細說明，但是本發明的結構不僅限于以下實施例。

實施例1：