[發(fā)明專利]一種變速箱齒輪加工工藝

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410749697.2
• 申請日: 2014-12-10
• 公開（公告）號: CN104762629A
• 公開（公告）日: 2015-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳麗麗
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州路路順機(jī)電設(shè)備有限公司
• 主分類號: C23F17/00
• 分類號: C23F17/00;C23C8/26;B23P15/14
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 張惠忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種齒輪的加工方法，尤其涉及一種大功率且韌性好的船用齒輪的加工工藝。

背景技術(shù)

變速箱齒輪是技術(shù)要求最高的零部件之一，齒輪在運轉(zhuǎn)過程中，相互嚙合的

齒面之間既有滾動又有滑動，同時齒輪還受到脈沖應(yīng)力和交變彎曲應(yīng)力的作用，因此要求齒輪需經(jīng)過熱處理以具有良好的硬度、耐磨性、抗疲勞性能，高尺寸精度，運轉(zhuǎn)中的低噪音的性能。

滲碳淬火、碳氮共滲是變速箱齒輪表面強化最主要的熱處理方法。現(xiàn)有的滲碳淬火中，滲碳溫度通常為?920-940℃，滲碳碳勢?CP?通常為?1.0-1.2C%，以期獲得高質(zhì)量的滲碳表層，但它存在有如下不足?：1、滲碳溫度高，時間長，能耗大?；2、變形大?；3、存在黑色組織，致使硬度偏低，降低抗疲勞，降低耐磨性，縮短使用壽命。

齒輪的傳統(tǒng)的加工工藝流程：下料（鑄造、鍛造）→正火（調(diào)質(zhì)）→金加工（齒部采用滾齒插齒工藝）→再進(jìn)行高頻淬火而成。此類齒輪盡管制造成本較低，但主要受制于傳統(tǒng)加工工藝的局限?：表現(xiàn)為不能采用更為優(yōu)質(zhì)的材料，表面硬度偏低（≤?HRC45-52），而且熱處理作為最終工序，淬火后變形量無法消除，表面粗糙度始終≤?0.8，齒芯部抗拉強度一般在≥?420Mpa。制造精度和運動精度均≤?8-8-8GB10095-88。很顯然，此類傳動齒輪局限于應(yīng)用在轉(zhuǎn)速不高載荷相對較低，運動精度不高的領(lǐng)域。

在現(xiàn)在的公開文件中也公開過關(guān)于齒輪的加工工藝，如中國專利?：“20CrMo?滲碳鋼齒輪的制作工藝（CN102494106A）”包括如下工序?：鍛坯一正火一機(jī)加工一不完全退火一機(jī)加工一滲碳淬火一回火一拋九，其中不完全退火工藝為在氣氛的保護(hù)下，在?Ac1+（30—50)℃的溫度條件下保溫?2?小時，并隨爐冷卻至700~720℃后空冷。但是，此方法存在黑色組織，致使硬度偏低，降低抗疲勞，降低耐磨性，縮短使用壽命。

申請?zhí)枮?01410037805.3的發(fā)明申請公開了一種高強度齒輪加工工藝，包括以下工藝步驟：（1）選擇20CrMnTi合金鋼圓坯料作為原料；（2）對圓坯料進(jìn)行磨外圓，去除表面細(xì)裂紋?；（3）將圓坯料進(jìn)行退火處理后進(jìn)行拋丸；（4）將圓坯料分別在磷化液和皂化液中進(jìn)行處理?；（5）將圓坯料通過擠壓材料塑性變形得到毛坯，毛坯一端為漸開線齒形，毛坯另一端為光滑圓柱體；（6）將步驟（5）得到的毛坯再次通過擠壓材料塑性變形擠壓，得到的毛坯一端為漸開線齒形，另一端為圓環(huán)形凸棱；（7）在毛坯中心車出內(nèi)孔；（8）將工件平進(jìn)行滲碳淬火處理?；（9）將工件進(jìn)行回火處理；（10）拋丸。本發(fā)明得到的齒輪表面硬度硬，芯部韌性好，提高了齒輪（2?模數(shù)）的單齒強度。但是其齒輪材料選擇的是擇20CrMnTi合金鋼圓坯料作為原料，合金鋼的成本較高，且需要經(jīng)過多道冷壓工藝，加工成本同時也較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種運動精度高，載荷高，表面硬度高，韌性好的船用低碳鋼齒輪加工工藝；解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的加工的齒輪的硬度低，韌性不夠，運動精度不高的缺點。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種變速箱齒輪加工工藝，包括以下步驟：

第一步，下料進(jìn)行鍛造為一圓柱形胚料；第二步，鍛坯組分均勻化處理，然后車加工鉆中心孔；第三步，利用滾齒機(jī)在圓柱形胚料外滾齒?；第四步，對工件進(jìn)行滲碳處理；第五步，滲碳后進(jìn)行冷卻淬火；第六步，對工件進(jìn)行機(jī)加工形成齒輪；滲碳步驟，將齒輪置于加熱爐內(nèi)，加熱爐從室溫升到900±5℃以滲碳，滲碳時間3?～?4?小時，且滲碳中的強滲階段的碳勢CP為?1.06±0.03C%，擴(kuò)散階段的碳勢?CP?為0.85±0.03C%?；B.?淬火步驟，將滲碳后的齒輪冷卻至?830±5℃，接著均溫?25?～?35?分鐘，然后在90±10℃淬火油中淬火；C.?回火步驟。

該齒輪材質(zhì)為低碳鋼。

該齒輪材質(zhì)為?20CrMnTi。

該滲碳步驟中，加熱爐升到900±5℃后，滲碳分為起始階段、強滲階段和擴(kuò)散階段；該起始階段的碳勢CP為0.95±0.03C%?；強滲階段的碳勢CP為1.06±0.03C%?；擴(kuò)散階段的碳勢?0.85±0.03C%。

該滲碳步驟中，起始階段的時間為9-11分鐘，強滲階段的時間170-190分鐘，擴(kuò)散階段的時間為25-35?分鐘。

該滲碳步驟中，向加熱爐內(nèi)通入甲醇和丙烷。

所述第五步淬火步驟后再進(jìn)行二次高溫油處理消除應(yīng)力；

高溫油處理是在溫度為280℃?~380℃的高溫油內(nèi)浸入2~3?小時。

本發(fā)明一種變速箱齒輪加工工藝的有益效果是：