[發(fā)明專利]一種控制低碳合金鋼齒輪硬度及變形量的熱處理方法

在審

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• 申請日: 2019-11-27
• 公開（公告）號: CN110846472A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉龍凱;張志華;劉麗婷;吳平;吳仡璇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航發(fā)中傳機(jī)械有限公司
• 主分類號: C21D1/18
• 分類號: C21D1/18;C21D1/673;C21D6/04;C21D9/32;C21D11/00;C23C8/22
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 張麗娟

本發(fā)明公開了一種控制低碳合金鋼齒輪硬度及變形量的熱處理方法，包括以下步驟：將低碳合金鋼齒輪零件進(jìn)行預(yù)處理；將預(yù)處理后的低碳合金鋼齒輪零件進(jìn)行滲碳處理；將滲碳處理后的低碳合金鋼齒輪零件先置于650±10℃溫度下進(jìn)行第一次回火處理，再置于630±10℃下進(jìn)行第二次回火處理；將回火處理后的低碳合金鋼齒輪零件按預(yù)設(shè)要求去除滲碳層，置于810±10℃溫度下進(jìn)行淬火處理；將淬火處理后的低碳合金鋼齒輪零件再依次進(jìn)行冷處理、回火處理、后處理。本發(fā)明具有滲碳后淬火前零件硬度低且淬火后零件熱變形量小的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及低碳合金鋼熱處理領(lǐng)域，尤其涉及一種控制低碳合金鋼齒輪硬度及變形量的熱處理方法。

背景技術(shù)

18Cr2Ni4WA鋼為低碳合金鋼，是一種馬氏體鋼，經(jīng)滲碳淬火后表面可獲得高硬度，而且具有優(yōu)良的強(qiáng)韌性配合。由于該材料空冷即可獲得淬火效果，以致滲碳后冷卻過程中造成零件整體硬度高，滲碳后采用常規(guī)退火工藝，硬度難以滿足機(jī)加工藝要求，常規(guī)退火工藝是在滲碳后采用640～660℃保溫4-5h，也就是說滲碳后只進(jìn)行了一次回火工藝，滲碳表面硬度會達(dá)到HRC50以上，導(dǎo)致在淬火前車削去除滲碳層時(shí)加工困難；螺旋錐齒輪在滲碳、淬火過程中由于組織應(yīng)力和熱應(yīng)力的影響會發(fā)生畸變，而現(xiàn)有設(shè)計(jì)圖樣規(guī)定滲碳淬火后滲碳表面最大磨削余量為0.20，非工作齒面最大磨削余量為0.25，為保證滲碳淬火滲層表面磨削余量均勻，必須對零件的熱處理變形量進(jìn)行精確控制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種滲碳后淬火前零件硬度低且淬火后零件熱變形量小的控制低碳合金鋼齒輪硬度及變形量的熱處理方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種控制低碳合金鋼齒輪硬度及變形量的熱處理方法， 包括以下步驟：

S1、將低碳合金鋼齒輪零件進(jìn)行預(yù)處理；

S2、將預(yù)處理后的低碳合金鋼齒輪零件進(jìn)行滲碳處理；

S3、將滲碳處理后的低碳合金鋼齒輪零件先置于650±10℃溫度下進(jìn)行第一次回火處理，再置于630±10℃下進(jìn)行第二次回火處理；

S4、將回火處理后的低碳合金鋼齒輪零件按預(yù)設(shè)要求去除滲碳層，置于810±10℃溫度下進(jìn)行淬火處理；

S5、將淬火處理后的低碳合金鋼齒輪零件再依次進(jìn)行冷處理、回火處理、后處理。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

所述步驟S2中，將預(yù)處理后的低碳合金鋼齒輪零件置于滲碳墊上進(jìn)行滲碳處理，所述滲碳墊包括橫向支撐件和豎向支撐件，所述豎向支撐件垂直設(shè)置于橫向支撐件上，所述橫向支撐件位于低碳合金鋼齒輪零件的底部，所述豎向支撐件位于低碳合金鋼齒輪零件的內(nèi)孔內(nèi)。

所述步驟S2中，所述滲碳處理的溫度為900±10℃。

所述步驟S3中，所述第一次回火處理的時(shí)間和第二次回火處理的時(shí)間均為4～5h。

所述低碳合金鋼齒輪零件置于組合式模具中進(jìn)行淬火處理，所述組合式模具包括齒部壓力環(huán)、幅板壓力環(huán)、內(nèi)孔支撐環(huán)、下支撐環(huán)和定位心模，所述齒部壓力環(huán)和幅板壓力環(huán)分別位于低碳合金鋼齒輪零件上方，所述下支撐環(huán)和定位心模位于低碳合金鋼齒輪零件下方，所述下支撐環(huán)設(shè)置于定位心模外部且用于支撐低碳合金鋼齒輪零件的幅板，所述幅板壓力環(huán)用于對低碳合金鋼齒輪零件的幅板進(jìn)行施壓，所述齒部壓力環(huán)用于對低碳合金鋼齒輪零件的齒部進(jìn)行施壓，所述內(nèi)孔支撐環(huán)支撐于低碳合金鋼齒輪零件的內(nèi)孔內(nèi)。組合式模具影響零件的變形量。

所述淬火處理的時(shí)間為130～160min。淬火溫度、時(shí)間調(diào)整會引起組織及基體硬度變化。