一種高強(qiáng)度齒輪的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度齒輪的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：預(yù)熱、正火、急速加熱，局部淬火、回火、第二次局部淬火、第二次回火、滲碳、第三次回火。通過特定的組分和特定具體的熱處理方式，使得齒輪硬度和強(qiáng)度得到大幅改善。
【專利說明】一種高強(qiáng)度齒輪的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于熱處理領(lǐng)域，特別是涉及一種高強(qiáng)度齒輪的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]低碳合金鋼和中碳合金鋼都是生產(chǎn)齒輪等高速重載零部件的重要材料，該類合金鋼具有優(yōu)良的強(qiáng)度和韌性，但存在著硬度不高、耐磨性不強(qiáng)等缺點(diǎn)。提高齒輪的工作壽命成為提高齒輪行業(yè)競爭力的短板，幾十年來人們圍繞著如何提高齒輪的耐磨性和接觸疲勞強(qiáng)度的問題上做了很多的工作，但是成效不大，因此急需尋找一種方法來克服上述技術(shù)問題，即使?fàn)奚杀緛磉_(dá)到上述耐磨性和接觸疲勞強(qiáng)度的目的也是值得的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提出一種高強(qiáng)度齒輪的制備方法。
[0004]一種高強(qiáng)度齒輪的制備方法，所述齒輪的化學(xué)成分按照重量百分比由如下組分組成:C:1.98?2.16% ；S1:0.11?0.25%, Mn:0.85?1.12%, Mo:4.25?5.1%，Cr:2.9?3.2%,Ni:0.16?0.25%, Cu:0.19?0.46%, V:5.2^6.1%，W:0.32?0.48%, Ti:0.18?0.29%, RE:0.18、.25%，S:小于0.02%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)；將上述組分的鋼通過鑄造和鍛造形成齒輪之后，進(jìn)行熱處理。
[0005]所述熱處理包括如下步驟:
O預(yù)熱:將齒輪整體放入箱式加熱爐中進(jìn)行預(yù)熱處理，預(yù)熱溫度為38(T460°C，預(yù)熱保溫時(shí)間為15?22min。
[0006]2)正火:將預(yù)熱后的齒輪加熱到93(Γ980 V，保溫6(T90min，然后水冷至630^6800C，保溫 ll(Tl80min，風(fēng)冷至室溫。
[0007]3)急速加熱:采用高頻淬火感應(yīng)線圈進(jìn)行急速加熱，先常規(guī)將齒輪的齒部加熱至20(T280°C，然后將高頻感應(yīng)線圈的功率調(diào)至60(T810KW，在不大于2s的時(shí)間內(nèi)使齒輪齒部的溫度迅速升溫到91(T940°C。
[0008]4)局部淬火:在溫度為91(T940°C的溫度下保溫4(T70s，水冷到62(T680°C，保溫30?60s，水冷到31(T360°C，保溫15?38s，水冷到室溫。
[0009]5)回火:將齒輪整體放入回火爐，加熱到20(T230°C，保溫2.2^3.8h，空冷。
[0010]6)第二次局部淬火:采用局部淬火線圈對齒根進(jìn)行加熱，加熱溫度為96(T986°C，保溫3(T80s，水冷到48(T500°C，保溫3(T50s，然后水冷到280?295°C，保溫18?30s，然后水冷到室溫。
[0011]7)第二次回火:將齒輪整體放入回火爐，加熱到18(T210°C，保溫2.8?3.8h，空冷。
[0012]8)滲碳:將齒輪放入滲碳爐，加熱至91(T94(TC，對齒尖進(jìn)行滲碳處理4(T50s后，取出后空冷至70(T73(TC，將工件放入淬火液中進(jìn)行冷卻2?5min，再將齒輪取出空冷至室溫。
[0013]9)第三次回火:將齒輪整體放入回火爐，加熱至16(Tl90°C，保溫I?1.5h，空冷至室溫。
[0014]作為優(yōu)選，所述齒輪的化學(xué)成分按照重量百分比由如下組分組成:C:2.06%;Si:0.21%, Mn:1.02%, Mo:4.98%, Cr:3.1%，N1:0.22%, Cu:0.38%, V:5.9%, W:0.42%, T1:0.26%,RE:0.22%，S:0.01%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
[0015]作為優(yōu)選，所述熱處理包括如下步驟:
O預(yù)熱:將齒輪整體放入箱式加熱爐中進(jìn)行預(yù)熱處理，預(yù)熱溫度為420°c，預(yù)熱保溫時(shí)間為18min。
[0016]2)正火:將預(yù)熱后的齒輪加熱到950°C，保溫72min，然后水冷至6530°C，保溫162min，風(fēng)冷至室溫。
[0017]3)急速加熱:采用高頻淬火感應(yīng)線圈進(jìn)行急速加熱，先常規(guī)將齒輪的齒部加熱至246°C，然后將高頻感應(yīng)線圈的功率調(diào)至711KW，在0.8s的時(shí)間內(nèi)使齒輪齒部的溫度迅速升溫到932 °C。
[0018]4)局部淬火:在溫度為932°C的溫度下保溫62s，水冷到645°C，保溫42s，水冷到3550C，保溫26s，水冷到室溫。
[0019]5)回火:將齒輪整體放入回火爐，加熱到218°C，保溫2.68h，空冷。
[0020]6)第二次局部淬火:采用局部淬火線圈對齒根進(jìn)行加熱，加熱溫度為976°C，保溫62s，水冷到492°C，保溫46s，然后水冷到287 V，保溫21s，然后水冷到室溫。
[0021]7)第二次回火:將齒輪整體放入回火爐，加熱到192°C，保溫2.95h，空冷。
[0022]8)滲碳:將齒輪放入滲碳爐，加熱至932°C，對齒尖進(jìn)行滲碳處理48s后，取出后空冷至715°C，將工件放入淬火液中進(jìn)行冷卻4min，再將齒輪取出空冷至室溫。
[0023]9)第三次回火:將齒輪整體放入回火爐，加熱至178°C，保溫2.32h，空冷至室溫。
[0024]本發(fā)明的效果在于:
1，通過特定組分和特定熱處理方式的搭配，使得齒輪的局部硬度和總體強(qiáng)度得到改盡口 ο
[0025]2，通過熱處理的具體參數(shù)的搭配，使得齒輪的性能得到大幅提高。
[0026]3，通過具體步驟的局部熱處理，使得特定部位有了特定的性能。
[0027]

【具體實(shí)施方式】
[0028]實(shí)施例1
一種高強(qiáng)度齒輪的制備方法，所述齒輪的化學(xué)成分按照重量百分比由如下組分組成:C:2.06% ；Si:0.21%, Mn:0.92%, Mo:4.98%, Cr:3.15%, N1:0.21%, Cu:0.33%, V:5.68%, W:0.41%，Ti:0.21%，RE:0.20%, S:0.0008%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì);將上述組分的鋼通過鑄造和鍛造形成齒輪之后，進(jìn)行熱處理。
[0029]所述熱處理包括如下步驟:
O預(yù)熱:將齒輪整體放入箱式加熱爐中進(jìn)行預(yù)熱處理，預(yù)熱溫度為412°C，預(yù)熱保溫時(shí)間為2 Imin。
[0030]2)正火:將預(yù)熱后的齒輪加熱到942°C，保溫82min，然后水冷至654°C，保溫138min,風(fēng)冷至室溫。
[0031]3)急速加熱:采用高頻淬火感應(yīng)線圈進(jìn)行急速加熱，先常規(guī)將齒輪的齒部加熱至245°C，然后將高頻感應(yīng)線圈的功率調(diào)至745KW，在1.2s的時(shí)間內(nèi)使齒輪齒部的溫度迅速升溫到938 °C。
[0032]4)局部淬火:在溫度為932°C的溫度下保溫65s，水冷到675°C，保溫54s，水冷到3450C，保溫28s，水冷到室溫。
[0033]5)回火:將齒輪整體放入回火爐，加熱到218°C，保溫2.95h，空冷。
[0034]6)第二次局部淬火:采用局部淬火線圈對齒根進(jìn)行加熱，加熱溫度為972°C，保溫68s，水冷到492°C，保溫42s，然后水冷到291°C，保溫22s，然后水冷到室溫。
[0035]7)第二次回火:將齒輪整體放入回火爐，加熱到192°C，保溫2.95h，空冷。
[0036]8)滲碳:將齒輪放入滲碳爐，加熱至932°C，對齒尖進(jìn)行滲碳處理48s后，取出后空冷至722°C，將工件放入淬火液中進(jìn)行冷卻4min，再將齒輪取出空冷至室溫。
[0037]9)第三次回火:將齒輪整體放入回火爐，加熱至172°C，保溫2.3h，空冷至室溫。
[0038]經(jīng)過上述處理之后，齒輪齒面的硬度達(dá)到了 83.8HRC，滲碳層深度為0.68mm。
[0039]實(shí)施例2:
一種高強(qiáng)度齒輪的制備方法，所述齒輪的化學(xué)成分按照重量百分比由如下組分組成:C:2.06% ；Si:0.21%, Mn:1.02%, Mo:4.98%, Cr:3.1%，Ni:0.22%, Cu:0.38%, V:5.9%, W:0.42%，T1:0.26%，RE:0.22%，S:0.01%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì);將上述組分的鋼通過鑄造和鍛造形成齒輪之后，進(jìn)行熱處理。
[0040]所述熱處理包括如下步驟:
O預(yù)熱:將齒輪整體放入箱式加熱爐中進(jìn)行預(yù)熱處理，預(yù)熱溫度為420°c，預(yù)熱保溫時(shí)間為18min。
[0041]2)正火:將預(yù)熱后的齒輪加熱到950°C，保溫72min，然后水冷至6530°C，保溫162min，風(fēng)冷至室溫。
[0042]3)急速加熱:采用高頻淬火感應(yīng)線圈進(jìn)行急速加熱，先常規(guī)將齒輪的齒部加熱至246°C，然后將高頻感應(yīng)線圈的功率調(diào)至711KW，在0.8s的時(shí)間內(nèi)使齒輪齒部的溫度迅速升溫到932 °C。
[0043]4)局部淬火:在溫度為932°C的溫度下保溫62s，水冷到645°C，保溫42s，水冷到3550C，保溫26s，水冷到室溫。
[0044]5)回火:將齒輪整體放入回火爐，加熱到218°C，保溫2.68h，空冷。
[0045]6)第二次局部淬火:采用局部淬火線圈對齒根進(jìn)行加熱，加熱溫度為976°C，保溫62s，水冷到492°C，保溫46s，然后水冷到287 V，保溫21s，然后水冷到室溫。
[0046]7)第二次回火:將齒輪整體放入回火爐，加熱到192°C，保溫2.95h，空冷。
[0047]8)滲碳:將齒輪放入滲碳爐，加熱至932°C，對齒尖進(jìn)行滲碳處理48s后，取出后空冷至715°C，將工件放入淬火液中進(jìn)行冷卻4min，再將齒輪取出空冷至室溫。
[0048]9)第三次回火:將齒輪整體放入回火爐，加熱至178°C，保溫2.32h，空冷至室溫。
[0049]經(jīng)過上述處理之后，齒輪齒面的硬度達(dá)到了 81.6HRC，滲碳層深度為0.82mm。
【權(quán)利要求】
1.一種高強(qiáng)度齒輪的制備方法，其特征在于:所述齒輪的化學(xué)成分按照重量百分比由如下組分組成:C:1.98?2.16% ；S1:0.11?0.25%, Mn:0.85?1.12%, Mo:4.25?5.1%，Cr:2.9?3.2%, N1:0.16?0.25%, Cu:0.19?0.46%, V:5.2?6.1%，W:0.32?0.48%, T1:0.18?0.29%,RE:0.18^0.25%，S:小于0.02%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)；將上述組分的鋼通過鑄造和鍛造形成齒輪之后，進(jìn)行熱處理； 所述熱處理包括如下步驟: O預(yù)熱:將齒輪整體放入箱式加熱爐中進(jìn)行預(yù)熱處理，預(yù)熱溫度為38(T460°C，預(yù)熱保溫時(shí)間為15?22min ； 2)正火:將預(yù)熱后的齒輪加熱到93(T980°C，保溫6(T90min，然后水冷至63(T680°C，保溫ll(Tl80min，風(fēng)冷至室溫； 3)急速加熱:采用高頻淬火感應(yīng)線圈進(jìn)行急速加熱，先常規(guī)將齒輪的齒部加熱至20(T280°C，然后將高頻感應(yīng)線圈的功率調(diào)至60(T810KW，在不大于2s的時(shí)間內(nèi)使齒輪齒部的溫度迅速升溫到91(T940°C ； 4)局部淬火:在溫度為91(T940°C的溫度下保溫4(T70s，水冷到62(T680°C，保溫30?60s，水冷到31(T360°C，保溫15?38s，水冷到室溫； 5)回火:將齒輪整體放入回火爐，加熱到20(T230°C，保溫2.2^3.8h，空冷； 6)第二次局部淬火:采用局部淬火線圈對齒根進(jìn)行加熱，加熱溫度為96(T986°C，保溫3(T80s，水冷到48(T500°C，保溫3(T50s，然后水冷到280?295°C，保溫18?30s，然后水冷到室溫； 7)第二次回火:將齒輪整體放入回火爐，加熱到18(T210°C，保溫2.8^3.8h，空冷； 8)滲碳:將齒輪放入滲碳爐，加熱至91(T940°C，對齒尖進(jìn)行滲碳處理4(T50s后，取出后空冷至70(T730°C，將工件放入淬火液中進(jìn)行冷卻2?5min，再將齒輪取出空冷至室溫； 9)第三次回火:將齒輪整體放入回火爐，加熱至16(Tl90°C，保溫2?2.5h，空冷至室溫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高強(qiáng)度齒輪的制備方法，其特征在于，所述齒輪的化學(xué)成分按照重量百分比由如下組分組成:C:2.06% ；Si:0.21%，Mn:1.02%, Mo:4.98%，Cr:3.1%，Ni:0.22%, Cu:0.38%, V:5.9%, W:0.42%, T1:0.26%, RE:0.22%, S:0.01%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述高強(qiáng)度齒輪的制備方法，其特征在于，所述熱處理包括如下步驟: . 1)預(yù)熱:將齒輪整體放入箱式加熱爐中進(jìn)行預(yù)熱處理，預(yù)熱溫度為420°C，預(yù)熱保溫時(shí)間為18min ； . 2)正火:將預(yù)熱后的齒輪加熱到950°C，保溫72min，然后水冷至6530°C，保溫162min，風(fēng)冷至室溫； .3)急速加熱:采用高頻淬火感應(yīng)線圈進(jìn)行急速加熱，先常規(guī)將齒輪的齒部加熱至246°C，然后將高頻感應(yīng)線圈的功率調(diào)至711KW，在0.8s的時(shí)間內(nèi)使齒輪齒部的溫度迅速升溫到932 °C ； .4)局部淬火:在溫度為932°C的溫度下保溫62s，水冷到645°C，保溫42s，水冷到3550C，保溫26s，水冷到室溫； .5)回火:將齒輪整體放入回火爐，加熱到218°C，保溫2.68h，空冷； .6)第二次局部淬火:采用局部淬火線圈對齒根進(jìn)行加熱，加熱溫度為976°C，保溫62s，水冷到492°C，保溫46s，然后水冷到287°C，保溫21s，然后水冷到室溫； .7)第二次回火:將齒輪整體放入回火爐，加熱到192°C，保溫2.95h，空冷； .8 )滲碳:將齒輪放入滲碳爐，加熱至932°C，對齒尖進(jìn)行滲碳處理48s后，取出后空冷至715°C，將工件放入淬火液中進(jìn)行冷卻4min，再將齒輪取出空冷至室溫；. 9)第三次回火:將齒輪整體放入回火爐，加熱至178°C，保溫2.32h，空冷至室溫。
【文檔編號】C23F17/00GK104451438SQ201410824979
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月27日
【發(fā)明者】王文姣 申請人:王文姣