一種有利于齒輪表面質(zhì)量的齒輪生產(chǎn)工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種有利于齒輪表面質(zhì)量的齒輪生產(chǎn)工藝，包括順序進行的棒材切料、切削加工、熱處理、精切削和磨削加工，棒材的材質(zhì)為20CrMnTiH，熱處理包括將切削加工得到的毛坯加熱至830-920℃進行滲碳處理，且滲碳處理中以上溫度保持時間不少于3h、滲碳處理后進行緩慢冷卻、毛坯緩慢冷卻到不高于550℃時進行第二次加熱并保溫不少于2h后淬火、對淬火后的毛坯第三次加熱至170-200℃并保溫不少于3h進行回火，第二次加熱為將毛坯加熱至840-870℃，滲碳處理包括先后進行的預熱階段、強勢滲碳階段和擴散階段。本工藝步驟簡單，便于得到表面硬化層不易脫離、齒輪抗沖擊能力、耐磨性和強度適宜的齒輪。
【專利說明】一種有利于齒輪表面質(zhì)量的齒輪生產(chǎn)工藝

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于轉(zhuǎn)矩傳遞的傳動部件制造工藝，特別是涉及一種有利于齒輪表面 質(zhì)量的齒輪生產(chǎn)工藝。

【背景技術】
[0002] 齒輪是機械設備中的關鍵部件，齒輪質(zhì)量的優(yōu)劣直接關系到整個設備的使用壽 命。而齒輪質(zhì)量的好壞在很大程度上取決于齒輪材料及其熱處理工藝。因此，國內(nèi)外與齒 輪制造相關的廠家都極為重視齒輪材料及其熱處理技術的研究開發(fā)。
[0003] 現(xiàn)有技術中齒輪的材料選擇一般根據(jù)齒輪在傳動系統(tǒng)中的受力和工作環(huán)境，熱處 理工藝是保證齒輪表面硬化層厚度、齒輪表面和心部硬度、齒輪的抗腐蝕性能滿足工藝要 求的手段?，F(xiàn)有技術中針對材質(zhì)為20CrMnTiH齒輪的熱處理得到的產(chǎn)品馬氏體金相等級較 高，這樣得到的齒輪在使用過程中在外力作用下極易出現(xiàn)加工硬化，導致齒輪在較短時間 內(nèi)發(fā)生表面層脫離，嚴重影響齒輪傳動的穩(wěn)定性和使用壽命。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對上述現(xiàn)有技術中針對材質(zhì)為20CrMnTiH齒輪的熱處理得到的產(chǎn)品馬氏體金 相等級較高，這樣得到的齒輪在使用過程中在外力作用下極易出現(xiàn)加工硬化，導致齒輪在 較短時間內(nèi)發(fā)生表面層脫離，嚴重影響齒輪傳動的穩(wěn)定性和使用壽命的問題，本發(fā)明提供 了一種有利于齒輪表面質(zhì)量的齒輪生產(chǎn)工藝。
[0005] 針對上述問題，本發(fā)明提供的一種有利于齒輪表面質(zhì)量的齒輪生產(chǎn)工藝通過以下 技術要點來達到發(fā)明目的：一種有利于齒輪表面質(zhì)量的齒輪生產(chǎn)工藝，包括順序進行的棒 材切料、切削加工、熱處理、精切削和磨削加工，所述棒材的材質(zhì)為20CrMnTiH，所述熱處理 包括將切削加工得到的毛坯加熱至830-920°C進行滲碳處理，且滲碳處理中以上溫度保持 時間不少于3h、滲碳處理后進行緩慢冷卻、毛坯緩慢冷卻到不高于550°C時進行第二次加 熱并保溫不少于2h后淬火、對淬火后的毛坯第三次加熱至170-20(TC并保溫不少于3h進 行回火，所述第二次加熱為將毛坯加熱至840-870°C，所述滲碳處理包括先后進行的預熱階 段、強勢滲碳階段和擴散階段； 所述預熱階段為將毛坯置于830-860°C的甲醇和丙烷氣體中共熱20-30min，所述強勢 滲碳階段將上述預熱階段的毛坯、甲醇和丙烷氣體環(huán)境升溫至875-920°C保持2-3h，并控 制甲醇和丙烷氣體的補充量，維持碳勢保持為1.0-1. 15%，所述擴散階段為將強勢滲碳階段 的毛坯、甲醇和丙烷氣體環(huán)境降溫至830-880°C保持1. 5-2h，并控制甲醇和丙烷氣體的補 充量，維持碳勢保持為0. 7-0. 75%。
[0006] 更進一步的技術方案為： 所述切削加工與熱處理之間還包括除油清洗步驟。
[0007] 所述除油清洗步驟為采用溫度為50-65°C的除油清洗劑對毛坯不少于30min的浸 泡處理。
[0008] 所述熱處理與精切削之間還包括不少于15min的噴丸處理。
[0009] 所述緩慢冷卻為爐冷。
[0010] 對毛坯的第二次加熱并保溫毛坯位于還原性保護氣體環(huán)境中。
[0011] 對毛坯第二次加熱并保溫后的淬火為油冷。
[0012] 所述油冷與回火步驟之間還包括清洗步驟。
[0013] 本發(fā)明具有以下有益效果： 1、本發(fā)明提供的環(huán)規(guī)制造方法工藝簡單，熱處理工藝的能源消耗相較于現(xiàn)有技術僅 多出20%，但最后齒輪產(chǎn)品的金相組織晶粒得到了細化，齒輪產(chǎn)品馬氏體組織金相等級 為3,相較于現(xiàn)有技術采用本材料得到的齒輪馬氏體組織金相等級下降了 2-3個等級，同 時，通過以上熱處理工藝，得到的齒輪表面硬度保持在59-60HRC上，心部硬度等級保持在 35-36HRC上，表層硬化層厚度為1.2-1. 4mm。以上產(chǎn)品齒輪參數(shù)使得齒輪在使用過程中表 面硬化層不易脫離、齒輪抗沖擊能力、耐磨性和強度適宜，齒輪的使用壽命為同等采用現(xiàn)有 熱處理工藝得到的齒輪的5-7倍。
[0014] 2、本工藝路線采用的滲碳處理溫度參數(shù)和各個階段持續(xù)時間，便于實現(xiàn)毛坯足夠 的淬透性、小的過熱敏感性、良好的滲碳能力、熱處理之后的殘余奧氏體含量少、滲碳淬火 變形量小。

【具體實施方式】
[0015] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明，但是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不僅限于以下 實施例。
[0016] 實施例1 : 一種有利于齒輪表面質(zhì)量的齒輪生產(chǎn)工藝，包括順序進行的棒材切料、切削加工、熱處 理、精切削和磨削加工，所述棒材的材質(zhì)為20CrMnTiH，所述熱處理包括將切削加工得到的 毛坯加熱至830-920°C進行滲碳處理，且滲碳處理中以上溫度保持時間不少于3h、滲碳處 理后進行緩慢冷卻、毛坯緩慢冷卻到不高于550°C時進行第二次加熱并保溫不少于2h后淬 火、對淬火后的毛坯第三次加熱至170-200°C并保溫不少于3h進行回火，所述第二次加熱 為將毛坯加熱至840-870°C，所述滲碳處理包括先后進行的預熱階段、強勢滲碳階段和擴散 階段； 所述預熱階段為將毛坯置于830-860°C的甲醇和丙烷氣體中共熱20-30min，所述強勢 滲碳階段將上述預熱階段的毛坯、甲醇和丙烷氣體環(huán)境升溫至875-920°C保持2-3h，并控 制甲醇和丙烷氣體的補充量，維持碳勢保持為1.0-1. 15%，所述擴散階段為將強勢滲碳階段 的毛坯、甲醇和丙烷氣體環(huán)境降溫至830-880°C保持1. 5-2h，并控制甲醇和丙烷氣體的補 充量，維持碳勢保持為0. 7-0. 75%。
[0017] 本發(fā)明提供的環(huán)規(guī)制造方法工藝簡單，熱處理工藝的能源消耗相較于現(xiàn)有技術 僅多出20%，但最后齒輪產(chǎn)品的金相組織晶粒得到了細化，齒輪產(chǎn)品馬氏體組織金相等級 為3,相較于現(xiàn)有技術采用本材料得到的齒輪馬氏體組織金相等級下降了 2-3個等級，同 時，通過以上熱處理工藝，得到的齒輪表面硬度保持在59-60HRC上，心部硬度等級保持在 35-36HRC上，表層硬化層厚度為1. 2-1. 4mm。以上產(chǎn)品齒輪參數(shù)使得齒輪在使用過程中表 面硬化層不易脫離、齒輪抗沖擊能力、耐磨性和強度適宜，齒輪的使用壽命為同等采用現(xiàn)有
【權利要求】
1. 一種有利于齒輪表面質(zhì)量的齒輪生產(chǎn)工藝，包括順序進行的棒材切料、切削加工、熱 處理、精切削和磨削加工，其特征在于，所述棒材的材質(zhì)為20CrMnTiH，所述熱處理包括將切 削加工得到的毛坯加熱至830-920°C進行滲碳處理，且滲碳處理中以上溫度保持時間不少 于3h、滲碳處理后進行緩慢冷卻、毛坯緩慢冷卻到不高于550°C時進行第二次加熱并保溫 不少于2h后淬火、對淬火后的毛坯第三次加熱至170-200°C并保溫不少于3h進行回火，所 述第二次加熱為將毛坯加熱至840-870°C，所述滲碳處理包括先后進行的預熱階段、強勢滲 碳階段和擴散階段； 所述預熱階段為將毛坯置于830-860°C的甲醇和丙烷氣體中共熱20-30min，所述強勢 滲碳階段將上述預熱階段的毛坯、甲醇和丙烷氣體環(huán)境升溫至875-920°C保持2-3h，并控 制甲醇和丙烷氣體的補充量，維持碳勢保持為1.0-1. 15%，所述擴散階段為將強勢滲碳階段 的毛坯、甲醇和丙烷氣體環(huán)境降溫至830-880°C保持1. 5-2h，并控制甲醇和丙烷氣體的補 充量，維持碳勢保持為0. 7-0. 75%。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種有利于齒輪表面質(zhì)量的齒輪生產(chǎn)工藝，其特征在于，所 述切削加工與熱處理之間還包括除油清洗步驟。
3. 根據(jù)權利要求2所述的一種有利于齒輪表面質(zhì)量的齒輪生產(chǎn)工藝，其特征在于，所 述除油清洗步驟為采用溫度為50-65°C的除油清洗劑對毛坯不少于30min的浸泡處理。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種有利于齒輪表面質(zhì)量的齒輪生產(chǎn)工藝，其特征在于，所 述熱處理與精切削之間還包括不少于15min的噴丸處理。
5. 根據(jù)權利要求1所述的一種有利于齒輪表面質(zhì)量的齒輪生產(chǎn)工藝，其特征在于，所 述緩慢冷卻為爐冷。
6. 根據(jù)權利要求1所述的一種有利于齒輪表面質(zhì)量的齒輪生產(chǎn)工藝，其特征在于，對 毛坯的第二次加熱并保溫毛坯位于還原性保護氣體環(huán)境中。
7. 根據(jù)權利要求1所述的一種有利于齒輪表面質(zhì)量的齒輪生產(chǎn)工藝，其特征在于，對 毛述第二次加熱并保溫后的淬火為油冷。
8. 根據(jù)權利要求7所述的一種有利于齒輪表面質(zhì)量的齒輪生產(chǎn)工藝，其特征在于，所 述油冷與回火步驟之間還包括清洗步驟。
【文檔編號】C21D1/18GK104120378SQ201410354590
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月24日 優(yōu)先權日:2014年7月24日
【發(fā)明者】吳光武 申請人:成都亨通兆業(yè)精密機械有限公司