[發(fā)明專利]一種18CrNi4A鋼螺旋錐齒輪的熱處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110707071.5
• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113430484B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王廣超;劉明月;吳平;張志華;劉龍凱;唐夢蘭;劉麗婷;李棟
• 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: C23C8/22
• 分類號: C23C8/22;C23C8/04;C23C8/80;C21D1/18;C21D6/04;C21D9/32
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 陳暉

本發(fā)明公開了18CrNi4A鋼螺旋錐齒輪的熱處理方法，包括：(1)將工件除齒部以外的部位進(jìn)行鍍銅保護(hù)；(2)將工件進(jìn)行第一滲碳處理；(3)對工件整體除銅，然后對工件除齒部和外圓以外的其他部位進(jìn)行鍍銅保護(hù)；(4)將工件進(jìn)行第二滲碳處理；(5)對工件進(jìn)行淬火，然后對工件進(jìn)行深冷處理，再進(jìn)行回火處理。本方法解決了現(xiàn)有技術(shù)的不同部位滲碳深度不同的工藝控制問題，以及兩次滲碳深度控制精度低的問題，采用兩次滲碳疊加技術(shù)，及在滲碳后進(jìn)行淬火?深冷處理?回火處理，不僅能滿足工件的不同部位對于滲碳深度要求不同的需求，而且能對各部位的滲碳深度進(jìn)行精確控制，還能確保工件滲碳后的性能需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種熱處理方法，尤其是一種18CrNi4A鋼螺旋錐齒輪的熱處理方法。

背景技術(shù)

航空齒輪作為航空發(fā)動機(jī)的關(guān)鍵零部件，可靠、準(zhǔn)確的齒輪傳動是保證發(fā)動機(jī)壽命的必要條件。為了提高齒輪表面的疲勞強(qiáng)度及耐磨性能，提高齒輪壽命，齒部及軸承跑道表面常采取滲碳處理，淬火后獲得表面高硬度、心部高韌性的零件。18CrNi4A鋼作為一種常用的的滲碳齒輪鋼，當(dāng)滲碳層深度≥1.0mm時(shí)，滲層深度波動大，尤其對于不同部位要求滲碳深度不同的零件，現(xiàn)有技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)滲碳層深度的精確控制。航空產(chǎn)品中涉及一種螺旋錐齒輪零件，要求齒部滲碳深度1.75～1.95mm，外圓跑道滲碳深度0.95～1.1mm(測至HV550)，滲碳面硬度為≥58HRC，而現(xiàn)有技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)對于該零件各部位滲碳深度和性能的精確控制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題：針對現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，提供一種18CrNi4A鋼螺旋錐齒輪的熱處理方法，采用兩次滲碳疊加技術(shù)，以及在滲碳后進(jìn)行淬火-深冷處理-回火處理，不僅能滿足工件的不同部位對于滲碳深度要求不同的需求，而且能夠?qū)Ω鞑课坏臐B碳深度進(jìn)行精確控制，同時(shí)還能確保工件滲碳后的性能需求。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種18CrNi4A鋼螺旋錐齒輪的熱處理方法，包括如下步驟：

(1)將工件除齒部以外的部位進(jìn)行鍍銅保護(hù)；

(2)將工件進(jìn)行第一滲碳處理，先加熱升溫至800～850℃保溫30～60min，再升溫至890～910℃保溫10～20min，升溫的同時(shí)升碳勢至1.0～1.1％，保溫420～480min后將碳勢降至0.85～0.95％，保溫300～360min后冷卻；

(3)對工件整體除銅，然后對工件除齒部和外圓以外的其他部位進(jìn)行鍍銅保護(hù)；

(4)將工件進(jìn)行第二滲碳處理；

(5)對工件進(jìn)行淬火，然后對工件進(jìn)行深冷處理，再進(jìn)行回火處理。

本方案中，通過采用上述工藝流程，不僅能夠能對各部位的滲碳深度進(jìn)行精確控制，同時(shí)還能確保工件滲碳后的性能需求，其中采用的滲碳機(jī)制有利于零件的變形控制和零件整體充分奧氏體化，前面高碳勢為強(qiáng)滲階段，后面低碳勢為擴(kuò)散階段，有利于滲碳深度和滲碳表面組織控制，防止碳勢過高導(dǎo)致的表面碳化物堆積。本方案中，滲碳后的性能需通過依次進(jìn)行淬火-冷處理-回火來達(dá)到最終的設(shè)計(jì)圖樣要求。

上述的18CrNi4A鋼螺旋錐齒輪的熱處理方法，優(yōu)選地，步驟(4)中，所述第二滲碳處理為：加熱升溫至800～850℃保溫30～60min，再升溫至890～910℃保溫10～20min，升溫的同時(shí)升碳勢至1.0～1.1％，再保溫180～240min后降碳勢至0.85～0.95％，保溫60～120min后，于氮?dú)鈿夥障吕鋮s60～90min，冷至100℃以下出爐。

上述的18CrNi4A鋼螺旋錐齒輪的熱處理方法，優(yōu)選地，步驟(5)中，所述淬火溫度為810±10℃，保溫時(shí)間為120～150min，油冷淬火。優(yōu)化的淬火條件有利于更好地保證金相組織充分奧氏體化。