[其他]高碳鋼的強韌化

無效

• 申請號: 85102309
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85102309A
• 公開（公告）日: 1986-07-23
• 發明（設計）人: 李冬貴
• 申請（專利權）人: 李冬貴
• 主分類號: C21D9/32
• 分類號: C21D9/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明系金屬材料及其熱處理專業內以高碳鋼強韌化工藝方法制造齒輪和類似齒輪失效方式的結構件。

〔對于本發明的理解和文獻摘錄〕

鑒于齒輪制造中選用中碳鋼正火、中碳結構鋼調質、低碳或低碳合金鋼滲碳或碳氮共滲表面硬化、中碳結構鋼調質后感應淬火或火焰加熱表面淬火的現有技術（摘自國際標準化組織、美國齒輪制造商協會《齒輪材料熱處理標準》，《著名齒輪專家溫特爾教授訪華講學講義》），鑒于高碳鋼超細化整體淬火后，缺乏齒輪所要求的心部韌性而不能用于齒輪制造的現有技術（摘《美國專利3337376，1976》;李冬貴：《金屬熱處理》1981.1，第28～32頁;李超：《金屬熱處理》1979.3第25～34頁;李冬貴：《內蒙古機械》1980.2第1～8頁;戚正風等《金屬熱處理》1983.10第41～46），也鑒于當今世界，人們每天都以大量的人力、物力和財力研究齒輪熱處理工藝的事實，本發明以高碳鋼超化予備處理或調質熱處理獲得齒輪所要求的心部硬度以及強韌性良好的粒狀回火索氏體組織，通過高頻電流直接加熱表面自冷硬化而獲得化學熱處理所難以得到的超細淬火組織的高碳鋼強韌化工藝。對齒輪進行熱處理，使其具有優異的強韌性、耐磨性和接觸疲勞抗力。

本發明不需要化學熱處理所必備的復雜而昂貴的工藝設備，工藝簡單、節省能源、服役性能優異、可以使齒輪制造的現實成本降低約50%。

〔本發明的目的〕

用于制造齒輪和類似齒輪失效方式的結構件，取代工藝和設備復雜的滲碳、碳氮共滲等化學熱處理工藝，取得齒輪等結構件采用現有熱處理工藝所難以獲得或根本不能獲得的技術和經濟效益。

〔本發明的內容〕

以T10A、T12A、9CrSi、GCr15、CrWMn高碳鋼鍛成齒輪毛坯，按心部硬度要求調質熱處理，選用高切削效率的齒輪成型刀具加工成齒輪，按齒輪精度和光潔度要求，決定精加工工序然后，以一對外徑等于齒輪頂圓直徑，內徑等于齒輪根圓直徑減最佳硬化層深度2倍的環形電極極板和增大了輸出變壓比的高頻淬火加熱爐的輸出端用匯流板或電纜連接，然后把齒輪夾在電極之間。以電極的外圓和齒輪頂圓重合，以齒輪端面和極板的接觸良好為宜。根據齒輪的最佳硬化層深度選擇適當的電流頻率，根據齒面電阻選擇電流強度，并通過實驗確定加熱時間，以保證硬化層深度和必要的加熱溫度。由于高頻電流的趨膚效應，高頻電流按頻率而透入一定的深度，依靠高頻電流透入深度內的齒輪材料的電阻發熱，從而使齒輪獲得一定深度并均勻分布的加熱層，根據齒輪材料的淬透性，可采取自冷淬火或吹壓縮空氣、或采用其它介質輔助冷卻。

上述過程中，在齒輪加工成形之后，如對硬化層的均勻性要求不嚴，也可以采用高頻感應加熱或其它表面加熱淬火。

本發明也適用于制造類似齒輪失效形式的其它結構件。

〔本發明與現有技術比較所具有的優點〕

1）齒輪熱處理的工藝時間縮短到滲碳、氮化、碳氮共滲的幾十分之一至幾千分之一（隨硬化層深的要求和工藝方法不同而有差別）

2）無需滲碳熱處理所要求的昂貴而復雜的設備（可控氣熱處理爐、運載氣發生爐、原料氣的貯存和運輸設備、碳勢測量與控制裝置等）以及安裝設備的建筑面積：3）齒輪成本約可降低50%，我國的工業齒輪產量70年代初約20萬噸/年，現按40萬噸/年、1萬元/噸計算其成本，則每年可節省齒輪制造成本費約20億元;4）有利于提高齒輪服役性能。

〔實現本發明的最好方式〕

高碳鋼鍛成齒輪毛坯，利用鍛造余熱在齒輪鋼種的等溫淬火溫度的鹽浴槽中等溫淬火，該鹽槽應定期使用與鹽槽內部尺寸相近的鐵絲網的框清理氧化皮，然后，按心部硬度的要求選擇適當的溫度高溫回火，當齒輪心部硬度要求大于HRC37時，選用硬面齒輪滾刀加工成型，根據齒輪精度要求決定是否磨齒，最后，以高頻電流直接加熱自冷淬火而獲得均勻的硬化層深度，并可較好地保持熱處理前的齒輪精度。如果對齒輪的硬化層深分布均勻性要求不十分嚴格，也可采取其它加熱形式的表面硬化方式，如感應加熱及其隨后的淬火。