[發(fā)明專利]一種超高硬度齒輪滲碳淬火工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011519012.7
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號(hào): CN112725721B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 費(fèi)斌;黃豐;吳嘉銘;那剛;周秋晨;朱圣偉;堵瑞麟;鄔曉龍;張偉;劉艷
• 申請（專利權(quán)）人: 江陰市科安傳動(dòng)機(jī)械有限公司
• 主分類號(hào): C23C8/04
• 分類號(hào): C23C8/04;C23C8/22;C23C8/80;C21D1/18;C21D9/32;C23F17/00;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/44;C22C38/46;C22C38/48;C22C38/42;C21D6/00
• 代理公司: 江陰市輕舟專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32380
• 代理人: 曹鍵

本發(fā)明提出了一種超高硬度齒輪滲碳淬火工藝，包括以下步驟：S1.區(qū)域劃分：根據(jù)材料硬度劃分為A、B、C三個(gè)位置區(qū)域；S2.一次滲碳：將B、C位置區(qū)域進(jìn)行防滲保護(hù)后，將A位置區(qū)域進(jìn)行滲碳；S3.二次滲碳：將B位置區(qū)域脫去保護(hù)后，將A、B位置區(qū)域進(jìn)行滲碳；S4.三次滲碳：將C位置區(qū)域脫去保護(hù)后，將A、B、C位置區(qū)域進(jìn)行滲碳淬火，得到產(chǎn)品；計(jì)算方式為：Lsubgt;2/subgt;＝6/5L?Lsubgt;1/subgt;；其中Lsubgt;1/subgt;＝已滲的深度，L＝要求的深度，取平均值，Lsubgt;2/subgt;＝本次補(bǔ)滲的深度。采用本發(fā)明滲碳工藝后得到的產(chǎn)品具有更高的硬度和力學(xué)性能，且工作溫度更高，可在320℃以下使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及真空滲碳技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超高硬度齒輪滲碳淬火工藝。

背景技術(shù)

16Cr3NiWMoVNbE鋼屬于特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼，具有很好的淬透性、高韌塑性和高抗拉強(qiáng)度。經(jīng)表面滲碳和后續(xù)熱處理后，表面具有很高的硬度和強(qiáng)度，心部具有良好的韌性和塑性，同時(shí)具備良好的鍛造和切削加工性能，其使用溫度可達(dá)350℃，具有良好的綜合性能，已成為新一代航空齒輪材料的代表。16Cr3NiWMoVNbE合金成分復(fù)雜，采用傳統(tǒng)的井室滲碳爐和氣氛滲碳爐進(jìn)行滲碳處理，滲碳過程難以精確控制，滲碳時(shí)間長，能源消耗大，滲層內(nèi)氧化嚴(yán)重，滲層的碳化物大小、分布均勻性較差，對于形狀復(fù)雜的構(gòu)件難以均勻滲碳。

目前國內(nèi)對于16Cr3NiWMoVNbE鋼還沒有標(biāo)準(zhǔn)的滲碳工藝,因此，提出符合要求的滲碳工藝是目前的關(guān)鍵問題。而公開號(hào)為CN106319436A的中國專利“真空滲碳爐及使用其的滲碳方法”介紹一種真空滲碳爐的設(shè)備和工藝，該專利主要集中于滲碳爐的機(jī)械設(shè)計(jì)、裝置結(jié)構(gòu)和布置等方面的介紹，提出低壓真空滲碳爐的生產(chǎn)流程實(shí)例，未提及具體滲碳工藝。

公開號(hào)為CN103556106A的中國專利“一種1Cr17Ni2合金材料高溫真空滲碳層的制備方法”，公開號(hào)為CN107829064A的中國專利“一種12CrNi3A材料真空滲碳熱處理工藝”，以及公開號(hào)為CN102899603A的中國專利“M50NiL材料低壓真空滲碳方法”等多項(xiàng)專利申請中涉及了低壓真空滲碳工藝控制方法，但上述方法都分別針對不同的滲碳材料，對成分復(fù)雜的16Cr3NiWMoVNbE材料并不適用。

公開號(hào)為CN105386043A的中國專利“一種防止16Cr3NiWMoVNbE材料窄齒形零件齒頂過滲的方法”提出了一種通過改變傳統(tǒng)的熱處理工藝，局部鍍銅將一次滲碳改為二次滲碳的氣氛滲碳方法。該方法可有效防止16Cr3NiWMoVNbE材料窄齒形零件齒頂過滲，但由于是采用氣氛滲碳，且需局部鍍銅，兩次滲碳，工藝過程太過復(fù)雜，過程不好控制，生產(chǎn)工藝時(shí)間長，且存在滲層碳化物大小及分布難以控制問題。

公開號(hào)為CN105296718A的中國專利“一種改善16Cr3NiWMoVNbE鋼滲碳后心部硬度的熱處理方法”介紹了一種通過在普遍采用的熱處理制度前增加了一道空冷退火工藝：在720-750℃進(jìn)行4-20小時(shí)退火。該工藝可使碳化物充分析出和球化，零件心部硬度值符合工藝要求。該專利主要集中于滲碳工藝路線的介紹，沒有提出16Cr3NiWMoVNbE鋼滲碳生產(chǎn)實(shí)例，對于16Cr3NiWMoVNbE鋼具體滲碳工藝并無提及，且缺失對于強(qiáng)滲和擴(kuò)散濃度等關(guān)鍵滲碳工藝參數(shù)的控制方法。

公開號(hào)為CN102912282A的中國專利“16Cr3NiWMoVNbE材料的二次滲碳工藝方法”提出了一種通過先對非滲碳部位進(jìn)行保護(hù)，對深層要求的滲碳面滲碳，滲碳后對零件繼續(xù)加工出滲層深度要求淺的滲層位置，后將除滲碳部位的其他部位保護(hù)起來后，對其進(jìn)行二次滲碳的方法。該專利側(cè)重介紹了零件不同部位的二次滲碳工藝，且采用的是傳統(tǒng)氣氛滲碳方式，但對如何解決滲碳時(shí)間長，能源消耗大，滲層內(nèi)氧化嚴(yán)重，滲層的碳化物大小、分布均勻性較差問題沒有涉及。