[發明專利]一種船用高碳鋼齒輪加工工藝

無效

• 申請號: 201510048628.3
• 申請日: 2015-01-30
• 公開（公告）號: CN104673975A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 王艷峰
• 申請（專利權）人: 南通弘峰機電有限公司
• 主分類號: C21D1/20
• 分類號: C21D1/20;C21D9/32;C23C8/66;B23P15/14
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 張惠忠

技術領域

本發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

齒輪的傳統的加工工藝流程：下料（鑄造、鍛造）→正火（調質）→金加工（齒部采用滾齒插齒工藝）→再進行高頻淬火而成。此類齒輪盡管制造成本較低，但主要受制于傳統加工工藝的局限?：表現為不能采用更為優質的材料，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用在轉速不高載荷相對較低，運動精度不高的領域。在現在的公開文件中也公開過關于齒輪的加工工藝，如中國專利?：“20CrMo?滲碳鋼齒輪的制作工藝（CN102494106A）”包括如下工序?：鍛坯一正火一機加工一不完全退火一機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。但是這種齒輪并不適用于大功率的船用齒輪。

申請號為201210370009.2的發明申請公開了一種船用齒輪加工工藝，具體包括以下步驟：第一步，下料進行鍛造為一圓柱形胚料；第二步，對胚料進行正火，然后車加工鉆中心孔?；第三步，利用滾齒機在圓柱形胚料外滾齒?；第四步，對工件進行滲碳處理?；第五步，滲碳后進行冷卻淬火?；第六步，進行二次高溫油處理消除應力?；第七步，對工件進行機加工形成船用齒輪。但是由于使高碳鋼具有由含過飽和碳的單相鐵素體構成的板條狀貝氏體加細小均勻分布的顆粒狀碳化物組織是較困難的。關鍵的問題是如何選擇適宜的熱處理條件，如奧氏體化溫度、奧氏體化后的冷卻速度、中溫等溫溫度及等溫時間等控制組織形成條件的協調組合。目前，關于高碳鋼通過中溫等溫熱處理工藝獲得由含過飽和碳的單相鐵素體構成的板條狀貝氏體加細小均勻分布的顆粒狀碳化物組成的組織的研究工作國內外鮮有報道。

申請號為201410037805.3的發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）對圓坯料進行磨外圓，去除表面細裂紋?；（3）將圓坯料進行退火處理后進行拋丸；（4）將圓坯料分別在磷化液和皂化液中進行處理?；（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，另一端為圓環形凸棱；（7）在毛坯中心車出內孔；（8）將工件平進行滲碳淬火處理?；（9）將工件進行回火處理；（10）拋丸。本發明得到的齒輪表面硬度硬，芯部韌性好，提高了齒輪（2?模數）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，且需要經過多道冷壓工藝，加工成本同時也較高。

發明內容

本發明提供了一種運動精度高，載荷高，表面硬度高，韌性好的船用高碳鋼齒輪加工工藝；解決了現有技術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，且成本較低，按照此工藝加工出來的船用齒輪有較好的市場價值。

本發明的上述技術問題是通過下述技術方案解決的?：?一種船用高碳鋼齒輪加工工藝，包括以下步驟，第一步，下料進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，利用滾齒機在圓柱形胚料外滾齒?；第四步，對工件進行滲碳處理；第五步，滲碳后進行冷卻淬火；第六步，進行二次高溫油處理消除應力；第七步，對工件進行機加工形成船用齒輪。

所述的第二步所述鍛坯組分均勻化處理：升溫至?850-1000℃并在該溫度下等溫勻化退火處理，處理時間為3小時；

高溫奧氏體化處理：將上述組分均勻化處理后在?900-950℃溫度下進行等溫處理，處理時間為20分鐘；

高溫奧氏體化后冷卻處理：將高溫奧氏體化處理后的鍛坯溫度從?860-920℃冷卻到?200-270℃，冷卻速度為?25-35℃/s；

中溫等溫處理：將上述后冷卻處理后的鍛坯在?200-280℃溫下進行中溫等溫處理，等溫處理時間為2-60分鐘，使該鍛坯等溫獲得由含過飽和碳的單相鐵素體構成的板條狀貝氏體和細小均勻分布的顆粒狀碳化物組成的組織，等溫處理后水冷至室溫即可。