[發明專利]一種重載齒輪滲碳淬火方法

有效

• 申請號: 201910742139.6
• 申請日: 2019-08-13
• 公開（公告）號: CN110331260B
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 顧曉明
• 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;C21D1/60;C21D1/607;C21D9/32;C23C8/22
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 李珍

本申請公開了一種重載齒輪滲碳淬火方法，涉及特殊鋼制造技術領域。該方法包括以下步驟：齒輪工件在氣體滲碳爐內進行滲碳處理，出爐后進行奧氏體化加熱保溫；然后將齒輪工件進行預冷淬火；再將齒輪工件依次進行水基介質淬火、鹽浴淬火和霧冷；霧冷結束后清洗，并進行回火處理。本申請解決了大控制截面低淬透性材質齒輪現有的淬火方法不能同時實現心部和齒根性能優良且有效控制應力型開裂的問題，實現了重載齒輪滲碳淬火變形可控且無裂紋，硬度、組織、硬化層、力學性能均達到工藝設計要求。

技術領域

本申請涉及特殊鋼制造技術領域，具體涉及一種重載齒輪滲碳淬火方法。

背景技術

鉻錳鎳系列低淬透性滲碳鋼，具有較高的塑韌性，由于合金含量相對低，其淬透性相對差，齒輪主要用于模數8以下，因其合金含量相對低，其原材料價格優勢明顯，所以其在大模數重載齒輪領域也得到一定應用，大型重載齒輪制造行業對心部硬度及組織有著較高的要求，鉻錳鎳系列低淬透性滲碳鋼材質存在的缺點為淬透性相對較差，因此大型重載齒輪制造行業控制的關鍵點在于心部性能。

重載齒輪滲碳后淬火介質，主要為鹽浴、油類，鹽浴的特點為比熱容大且高溫冷卻速度快，油介質的特點為淬火烈度溫和。對于控制截面150mm以上，模數8以上，以鉻錳鎳系列低淬透性滲碳鋼為材質的齒輪件，實際生產采用油及鹽淬發現芯部及齒根性能不合格，齒根表面硬度、組織、硬化層較差，芯部硬度僅能達到20-25HRC，齒根硬化層/分度圓比例僅達到20-30％。這兩種介質在鉻錳鎳系列低淬透性滲碳鋼材質的淬火試驗中呈現心部性能較差的現象。水基淬火液作為一種水溶性介質，可以與水配置各種濃度，具有不同冷卻特性的淬火液，對水有逆溶性，冷卻特性介于水與油之間，其高溫冷卻速度可以達到鹽浴的1.5倍，油的2倍，采用水基淬火可以改善芯部性能，但也存在開裂及變形大的風險。因此需要尋找一種既能保證心部和齒根性能優良，又能使表面組織轉變應力小，有效控制應力型開裂的淬火方法。

發明內容

本申請實施例通過提供一種重載齒輪滲碳淬火方法，解決了大控制截面低淬透性材質齒輪現有的淬火方法不能同時實現心部和齒根性能優良且有效控制應力型開裂的問題，實現了滲碳淬火變形可控且無裂紋，硬度、組織、硬化層、力學性能均達到工藝設計要求。

為達到上述目的，本申請主要提供如下技術方案：

本申請提供了一種重載齒輪滲碳淬火方法，包括以下步驟：

齒輪工件在氣體滲碳爐內進行滲碳處理，出爐后進行奧氏體化加熱保溫；

然后將齒輪工件進行預冷淬火；

再將齒輪工件依次進行水基介質淬火、鹽浴淬火和霧冷；

霧冷結束后清洗，并進行回火處理。

作為優選，所述重載齒輪的材質為低淬透性低鉻鎳合金滲碳鋼，控制截面為150mm以上，模數為8以上。

作為優選，所述低淬透性低鉻鎳合金滲碳鋼中合金元素總和＜2％。

作為優選，所述低淬透性低鉻鎳合金滲碳鋼為SAE8620H、20CrNiMo、20CrNi2Mo、20CrMnTi、20CrMo、20CrMnMo或20MNCR5。

作為優選，所述齒輪工件進行滲碳處理時，先在930℃下強滲15h，強滲碳勢為1.2％；再在930℃下擴散10h，擴散碳勢為0.88％-0.92％。

作為優選，所述齒輪工件進行奧氏體化加熱保溫時，奧氏體化保溫溫度為860℃，碳勢為0.88％。

作為優選，所述齒輪工件進行預冷淬火時，預冷至齒輪工件齒部暗紅色，且保證齒輪工件齒部及心部溫度不低于Ar3線。

作為優選，所述齒輪工件在水基介質中淬火的冷卻速度控制在160-180℃/s。