[發明專利]齒輪坯的制造方法

在審

• 申請號: 202310114686.6
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN116140516A
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 文超;喬建勇;陳亮;高紅梅;孫軼山
• 申請（專利權）人: 中車戚墅堰機車車輛工藝研究所有限公司
• 主分類號: B21J5/00
• 分類號: B21J5/00;C21D9/32;C21D1/18;C21D9/00;C21D1/60;C21D11/00;B21J1/06
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 白雪

本發明提供了一種齒輪坯的制造方法。該制造方法包括鍛造過程：將連鑄坯加熱至1100～1300℃后保溫4～20h形成熱坯，對熱坯進行三向鍛造和輾鍛，得到輾鍛坯；以及熱處理過程：對輾鍛坯進行預備熱處理，預備熱處理包括依次進行的加熱、液體介質中冷卻、等溫處理的過程，得到齒輪坯，其中，液體介質的溫度為70～100℃。經三向鍛造得到均勻致密的鍛件，再通過輾鍛工藝，使得連鑄坯在成形過程中具有優異的流線方向，尤其適用于盤類齒輪的加工。此外，對輾鍛坯進行預備熱處理中通過在液體介質中對輾鍛坯進行冷卻，有助于得到具有鐵素體加珠光體、帶狀為1～2級組織結構的齒輪坯以及有助于提高組織均勻性，從而保證齒輪坯的整體質量。

技術領域

本發明涉及齒輪的制造方法，具體而言，涉及一種齒輪坯的制造方法。

背景技術

齒輪是一種傳遞轉矩和角運動的機械構件，是重載機車、風力發電機組及其他重型機械裝備的最重要結構部件之一。隨著設計的進步和傳遞能量及速度的增大，齒輪承受載荷越來越大，使得齒輪零件失效機理也變得十分復雜。另一方面，隨著產品的升級換代，對齒輪也要求更高的可靠性和經濟性。為此，重載齒輪需要承受較高的載荷，同時還要求長壽命服役和低成本控制。

目前，滲碳淬火用的重載齒輪，采用的模鑄鋼錠進行快速鍛造制備成圓鋼，然后進行齒坯制備和正回火處理。然而，由于模鑄鍛造的工藝特點，導致當前重載齒輪采用模鑄鍛造材生產成本偏高。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種齒輪坯的制造方法，以解決現有技術中齒輪采用模鑄鍛造材生產成本偏高的問題。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種齒輪坯的制造方法，該制造方法包括鍛造過程：將連鑄坯加熱至1100～1300℃后保溫4～20h形成熱坯，對熱坯進行三向鍛造和輾鍛，得到輾鍛坯；以及熱處理過程：對輾鍛坯進行預備熱處理，預備熱處理包括依次進行的加熱、液體介質中冷卻、等溫處理的過程，得到齒輪坯，其中，液體介質的溫度為70～100℃。

進一步地，上述三向鍛造的總鍛造比為6～12。

進一步地，上述三向鍛造包括對熱坯進行墩拔，然后依次進行X方向墩拔、Y方向墩拔和Z方向墩拔，優選X方向墩拔、Y方向墩拔和Z方向墩拔各自的鍛造比為2～4。

進一步地，上述加熱、液體介質中冷卻的過程包括在920～960℃下對輾鍛坯進行加熱并保溫處理3～10h，得加熱后輾鍛坯；將加熱后輾鍛坯置于液體介質中進行冷卻，冷卻的終點溫度為550～720℃，優選液體介質的溫度為80～100℃，進一步優選液體介質為水、無機鹽水溶液或高分子聚合物水溶性淬火劑，優選液體介質中冷卻的時間根據所選材料的CCT圖和計算機仿真技術獲得。

進一步地，上述鍛造過程還包括對輾鍛坯進行沖孔和擴孔處理的過程。

進一步地，進行上述沖孔時，控制沖孔重量滿足≥A×H，其中，H為連鑄坯下料長度、單位為mm；A為下料系數、單位為kg/mm，且A≥0.020，進一步優選A≥0.035。

進一步地，在進行上述預備熱處理之前，制造方法還包括對輾鍛坯進行去氫處理的過程。

進一步地，上述等溫處理的過程包括將上述液體介質中冷卻后得到的坯料進行爐內保溫，隨后進行空冷。

進一步地，上述等溫處理的過程還包括將坯料在550～720℃保溫0.5～10h后進行空冷。

進一步地，上述連鑄坯為Φ380～Φ1000mm的連鑄坯。