本發(fā)明屬于熱處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種齒輪軸復(fù)合階梯滲碳淬火工藝。

背景技術(shù)：

滲碳淬火是金屬材料常見的一種熱處理工藝，它可以使?jié)B過碳的工件表面獲得很高的硬度，提高其耐磨程度。傳統(tǒng)工藝主要有：低溫回火、預(yù)冷直接淬火、一次加熱淬火、滲碳高溫回火、二次淬火冷處理、滲碳后感應(yīng)加熱等工序。淬火工藝在現(xiàn)代機(jī)械制造工業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，機(jī)械中重要零件，尤其在汽車、飛機(jī)、火箭中應(yīng)用的鋼件幾乎都經(jīng)過淬火處理，為滿足各種零件千差萬別的技術(shù)要求，發(fā)展了各種淬火工藝。滲碳是對金屬表面處理的一種，采用滲碳的多為低碳鋼或低合金鋼，具體方法是將工件置入具有活性滲碳介質(zhì)中,加熱到900--950攝氏度的單相奧氏體區(qū),保溫足夠時間后,使?jié)B碳介質(zhì)中分解出的活性碳原子滲入鋼件表層,從而獲得表層高碳,心部仍保持原有成分.相似的還有低溫滲氮處理。這是金屬材料常見的一種熱處理工藝，它可以使?jié)B過碳的工件表面獲得很高的硬度，提高其耐磨程度。

齒輪軸指支承轉(zhuǎn)動零件并與之一起回轉(zhuǎn)以傳遞運(yùn)動、扭矩或彎矩的機(jī)械零件，一般為金屬圓桿狀，各段可以有不同的直徑，機(jī)器中作回轉(zhuǎn)運(yùn)動的零件就裝在軸上。齒輪軸對零件的耐磨性、硬度和疲勞強(qiáng)度要求較高，采用一般的淬火工藝達(dá)不到理想要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對上述的問題，提出一種齒輪軸復(fù)合階梯滲碳淬火工藝。

1.為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為，本發(fā)明提供一種齒輪軸復(fù)合階梯滲碳淬火工藝，其特征在于包括以下步驟：

a)齒輪軸進(jìn)爐，并將爐溫升至700℃；

b)保溫處理，保持700℃的爐溫40分鐘，減少齒輪軸內(nèi)外溫差；

c)升溫處理，將爐溫升至920℃后做恒溫處理，保持爐內(nèi)溫度穩(wěn)定在920℃，

d)階梯滲碳，第一階段：爐溫920℃、碳勢1.1％cp、滲碳時間100分鐘，第二階段：爐溫920℃、碳勢0.8％cp、滲碳時間40分鐘，第三階段：爐溫920℃、碳勢1.1％cp、滲碳時間30分鐘，第四階段：爐溫920℃、碳勢0.8％cp、滲碳時間30分鐘；

e)降溫保溫，降溫至830℃后進(jìn)行保溫，碳勢0.8％cp，滲碳時間30分鐘；

f)降溫出爐淬火，將齒輪軸出爐進(jìn)行油淬。

作為優(yōu)選，所述步驟f)后進(jìn)行清洗，去除齒輪軸表面油漬。

作為優(yōu)選，清洗后將齒輪軸進(jìn)行干燥。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于，

1、本發(fā)明在工件進(jìn)行滲碳前首先在相變臨界點(diǎn)以下某一溫度進(jìn)行恒溫處理，消除加工應(yīng)力；工件在此溫度內(nèi)外溫度趨于一致，減小內(nèi)外溫差，減少熱應(yīng)力；降低了加熱速度，減少熱應(yīng)力。

2、在滲碳階段采用階梯滲碳即循環(huán)增加、降低碳原子濃度梯度，提高碳原子擴(kuò)散速度，減少工件在高溫下的保持時間，減少熱處理變形。

3、降溫淬火，滿足金相組織、機(jī)械性能的要求。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為實(shí)施例1提供的一種齒輪軸復(fù)合階梯滲碳淬火工藝圖；

圖2為實(shí)施例1提供的一種齒輪軸常規(guī)工藝滲碳淬火工藝圖；

以上各圖中1、復(fù)合階梯滲碳淬火工藝溫度變化曲線；2、復(fù)合階梯滲碳淬火工藝碳勢變化曲線；3、常規(guī)工藝溫度變化曲線；4、常規(guī)工藝碳勢變化曲線；

具體實(shí)施方式

為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用不同于在此描述的其他方式來實(shí)施，因此，本發(fā)明并不限于下面公開說明書的具體實(shí)施例的限制。

如圖1和圖2所示，常規(guī)的滲碳淬火工藝是將溫度升至相變臨界點(diǎn)的特定溫度后進(jìn)行滲碳處理，然后降溫淬火，而本發(fā)明共分為三個大時間段，具體工藝步驟如下：

第一時間段具體包括a)齒輪軸進(jìn)爐，并將爐溫升至700℃；b)保溫處理，保持700℃的爐溫40分鐘；此階段的主要作用為消除應(yīng)力，齒輪軸在進(jìn)行滲碳前首先在相變臨界點(diǎn)以下的某一溫度(發(fā)明人選定溫度為700℃)進(jìn)行保溫，消除加工應(yīng)力，另外，齒輪軸的內(nèi)外溫度在此恒定溫度下趨于一致，減小內(nèi)外溫差、降低加熱速度，減少了熱應(yīng)力。

第二時間段包括c)升溫處理，將爐溫升至920℃后做恒溫處理，保持爐內(nèi)溫度穩(wěn)定在920℃；d)階梯滲碳，第一階段：爐溫920℃、碳勢1.1％cp、滲碳時間100分鐘，第二階段：爐溫920℃、碳勢0.8％cp、滲碳時間40分鐘，第三階段：爐溫920℃、碳勢1.1％cp、滲碳時間30分鐘，第四階段：爐溫920℃、碳勢0.8％cp、滲碳時間30分鐘；本時間段相較于常規(guī)工藝采用階梯滲碳，循環(huán)增加、降低碳原子濃度梯度，發(fā)明人選定碳原子濃度在1.1％cp和0.8％cp之間交替，利用動能和勢能的相互轉(zhuǎn)換，增加流速，提高碳原子的擴(kuò)散速度。

第三時間段為e)降溫保溫，降溫至830℃后進(jìn)行保溫，碳勢0.8％cp，滲碳時間30分鐘；f)降溫出爐淬火，將齒輪軸出爐進(jìn)行油淬。油淬完成后對齒輪軸進(jìn)行清洗、干燥處理。

表1為齒輪軸熱處理前齒輪的螺旋線誤差變量

表1：熱處理前結(jié)果

實(shí)施例1

表1中同一批齒輪軸分別利用常規(guī)滲碳淬火工藝與上述復(fù)合階梯滲碳淬火工藝進(jìn)行熱處理，對比結(jié)果如下表所示，表2為常規(guī)工藝，表3為復(fù)合階梯滲碳淬火工藝：

表2：常規(guī)滲碳淬火工藝

表3：復(fù)合階梯滲碳淬火工藝

實(shí)施例2

表1中同一批齒輪軸分別利用常規(guī)滲碳淬火工藝與上述復(fù)合階梯滲碳淬火工藝進(jìn)行熱處理，對比結(jié)果如下表所示，表4為常規(guī)工藝，表5為復(fù)合階梯滲碳淬火工藝

表4：常規(guī)滲碳淬火工藝

表5：復(fù)合階梯滲碳淬火工藝

根據(jù)實(shí)施例1和實(shí)施例2對同一批熱處理前的齒輪軸分別用常規(guī)滲碳工藝和復(fù)合階梯滲碳工藝做熱處理后的數(shù)據(jù)對比可知，采用常規(guī)滲碳工藝熱處理后，齒輪的螺旋線誤差較大，螺旋線精度大大降低，而利用復(fù)合階梯滲碳工藝熱處理后，齒輪的螺旋線誤差較小，螺旋線精度較常規(guī)滲碳工藝有了顯著提高。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非是對本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實(shí)施例應(yīng)用于其它領(lǐng)域，但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。