[發明專利]一種齒輪及其制備方法

在審

• 申請號: 202111681211.2
• 申請日: 2021-12-31
• 公開（公告）號: CN115181847A
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 張云平;陶慶;陳烜;王健;沈剛;薛雨;沈承金;盧昊
• 申請（專利權）人: 常熟天地煤機裝備有限公司;中國礦業大學
• 主分類號: C21D9/32
• 分類號: C21D9/32;C21D1/18;C21D6/04;C21D1/26;C21D1/42;C21D1/25;C23C8/00;C23C8/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種齒輪及其制備方法，屬于齒輪技術領域，解決了現有的18Cr2Ni4WA滲碳淬火制備的齒輪的機加工性較差的問題。制備方法包括：將齒輪整體進行滲碳處理；將滲碳后的齒輪整體隨爐冷卻；然后將齒輪整體進行高溫回火；然后將齒輪整體進行淬火處理；然后將齒輪整體進行冰冷處理；對齒輪的內圈進行變頻感應退火；對齒輪整體進行低溫回火。本發明的制備方法制備的齒輪實現了高強韌高硬度滲碳齒面與低硬度易加工內圈的性能良好結合。

技術領域

本發明屬于齒輪技術領域，具體涉及一種齒輪及其制備方法。

背景技術

行走輪屬于煤礦機械采掘裝備中的重要傳動零部件，為18Cr2Ni4WA 滲碳鋼滲碳淬火制造。行走輪與銷排開式配合，實現采煤機的行走傳動，要求必須耐磨，同時具有很好的接觸疲勞性能，即強韌性匹配較好。根據行走輪的服役特性，齒面的滲碳層深度達3mm～5.5mm，硬度 58～62HRC，內圈要與軸配合傳動，行走輪在熱處理后還需進行機加工，如插花鍵等，過高的硬度影響機加工性能。由于18Cr2Ni4WA具有較好的空冷淬硬性，在空冷條件下依然能得到馬氏體或貝氏體組織，導致行走輪滲碳淬火熱處理后，內圈的硬度偏高，不能滿足機加工性能要求。因此，近年來，如何提高行走輪的機加工性受到研究者的重視。

發明內容

鑒于上述分析，本發明旨在提供一種齒輪及其制備方法，用于解決以下技術問題：現有的18Cr2Ni4WA滲碳淬火制備的齒輪的機加工性較差。

本發明的目的主要是通過以下技術方案實現的：

一方面，本發明提供了一種齒輪的制備方法，制備方法包括：

步驟1、將齒輪整體進行滲碳處理；

步驟2、將滲碳后的齒輪整體隨爐冷卻；

步驟3、然后將齒輪整體進行高溫回火；

步驟4、然后將齒輪整體進行淬火處理；

步驟5、然后將齒輪整體進行冰冷處理；

步驟6、對齒輪的內圈進行變頻感應退火；

步驟7、對齒輪整體進行低溫回火。

進一步的，齒輪的材料為18Cr2Ni4WA；齒輪內圈的直徑為 220～260mm，齒輪的齒根圓的直徑為410～430mm，齒的內圈的高度為 120～140mm。

進一步的，步驟1之前還包括對齒輪的內圈及兩側基準端面進行防滲碳處理。

進一步的，步驟6中，變頻感應退火時將齒輪放置在定位感應加熱臺架上，通過控制加熱參數，對齒輪內圈進行感應加熱退火。

進一步的，步驟6中，變頻感應退火工藝包括：

S1、施加低頻預熱齒輪內圈至齒輪內圈表面溫度維持在200～300℃；

S2、感應頻率在500HZ～20kHZ內緩慢調節，達到目標值 5kHZ～15kHZ后，再繼續改變電流大小至齒輪內圈表面達到預定加熱溫度并保溫；其中，預定加熱溫度低于完全奧氏體化溫度；

S3、冷卻：先緩慢調節感應頻率值至500～1kHZ后，齒輪內圈表面溫度下降至200～300℃后，再降低電流大小至功率降為零，完成感應退火。

進一步的，S2中，保溫時間t與預定加熱溫度T有如下關系：

當T＝600～700℃時，t＝10s～10min；

當T＝500～600℃時，t＝5min～20min；

當T＝400～500℃時，t＝10min～40min；

當T＝300～400℃時，t＝20min～120min。