一種汽車變速箱齒輪熱處理工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種汽車變速箱齒輪熱處理工藝，包括熱處理依賴的熱處理容器、熱處理液和熱處理操作工藝步驟，所述熱處理容器包括熱處理箱槽、熱處理箱槽溫控裝置、熱處理液、補料裝置、槽液觀測傳感器、油煙處理裝置和熱處理液循環(huán)裝置，所述熱處理液循環(huán)裝置包括可調(diào)節(jié)的噴射熱處理液的噴頭，所述噴頭能夠向待處理汽車變速箱齒輪噴射熱處理液，所述補料裝置設(shè)置有配料。本發(fā)明能夠完美控制熱處理的各個工藝細(xì)節(jié)，能夠?qū)崟r調(diào)節(jié)更正實際熱處理工藝與理想工藝之間的差值，熱處理質(zhì)量穩(wěn)定，高效，節(jié)能，減少污染，促進環(huán)保，并能節(jié)省熱處理成本。
【專利說明】
一種汽車變速箱齒輪熱處理工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及齒輪熱處理領(lǐng)域，具體涉及一種汽車變速箱齒輪熱處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]淬火是熱處理工藝的一部分，把鋼加熱到相變溫度以上，保溫一定時間后，在冷卻介質(zhì)中快速冷卻，從而得到馬氏體組織的工藝過程。淬火工序直接關(guān)系到工件的使用性能及壽命，而淬火介質(zhì)的選用是提高工件質(zhì)量的關(guān)鍵。淬火油是淬火用工藝用油，用做冷卻介質(zhì)，能減少工件的開裂和變形，增強工件的硬度。淬火油長期在高溫和連續(xù)作業(yè)的苛刻條件下使用，要求油品具有良好的抗氧化、抗熱分解和抗老化等性能，以保證油品的冷卻性能和使用壽命。由于淬火油在長期使用過程中性能會發(fā)生變化，需要加入功能性復(fù)合劑來消除這些負(fù)面影響，中碳合金鋼和低碳合金鋼都是生產(chǎn)齒輪等高速重載零部件的主要材料，該類合金鋼具有優(yōu)良的塑性和韌性，但存在著硬度不高、耐磨性不強等缺點。目前，隨著對工作環(huán)境的要求進一步提升，提高大型裝備的工作壽命逐漸成為開發(fā)利用研究的主要方向。其中提高齒輪耐磨性和接觸疲勞強度對高速重載裝備的工作壽命意義重大。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度的問題上做了很多的工作，而解決這一問題的根本原則可歸結(jié)為兩方面:即保證齒面硬度和滲碳層深度的同時保證齒輪心部的強韌性；保證齒輪表面組織晶粒細(xì)小，且殘余奧氏體含量低，碳化物呈顆粒狀且彌散分布，表面含碳量高重載齒輪沖擊力強、承載大、安全性要求高，使用時除了應(yīng)具有優(yōu)良的耐磨性能，還應(yīng)有較高的彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度，還要具有較高的抗過載和抗沖擊能力。傳統(tǒng)的滲碳淬火熱處理工藝易產(chǎn)生應(yīng)力大、晶粒粗大和脆性的缺陷，且生產(chǎn)周期長，耗能高，已不能滿足關(guān)鍵件的性能要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的以上問題，提供一種汽車變速箱齒輪熱處理工藝，本發(fā)明能夠完美控制熱處理的各個工藝細(xì)節(jié)，能夠?qū)崟r調(diào)節(jié)更正實際熱處理工藝與理想工藝之間的差值，熱處理質(zhì)量穩(wěn)定，高效，節(jié)能，減少污染，促進環(huán)保，并能節(jié)省熱處理成本。
[0004]為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
一種汽車變速箱齒輪熱處理工藝，包括熱處理依賴的熱處理容器、熱處理液和熱處理操作工藝步驟，所述熱處理容器包括熱處理箱槽、熱處理箱槽溫控裝置、熱處理液、補料裝置、槽液觀測傳感器、油煙處理裝置和熱處理液循環(huán)裝置，所述熱處理液循環(huán)裝置包括依次連接的進液管路、電機栗、出液管路，所述出液管路設(shè)置有噴射熱處理液的噴頭，所述熱處理箱槽溫控裝置設(shè)置有浸泡在熱處理液中的電熱器，所述熱處理液內(nèi)設(shè)置有配料，所述槽液觀測傳感器監(jiān)測熱處理箱槽內(nèi)氣體、熱處理液的溫度和配料實時濃度含量，所述補料裝置設(shè)置有配料倉，所述配料倉設(shè)置有配料，并通過配料倉設(shè)置的閥門向熱處理液中受控補充消耗掉的配料，所述熱處理操作工藝步驟包括控制熱處理液中的配料實時含量和溫度在不同淬火時刻的理想工藝曲線。
[0005]進一步的，所述配料包括甲醇、乙醇、丙酮、甲酰胺、四氯化碳、氯化銨和稀土，適合滲碳或滲氮或碳氮共滲。
[0006]進一步的，所述配料中的甲醇、乙醇、丙酮、甲酰胺、四氯化碳、氯化銨和稀土的質(zhì)量份數(shù)配比如下:
甲醇:15-20份；
乙醇:35-50份；
丙酮:3-5份；
甲酰胺:20-25份；
四氯化碳:3-5份；
氯化銨:15-20份；
稀土: 1-2份。
[0007]進一步的，所述配料中的稀土為:鑭(La)、鋪(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)的氧化物或氯化物。
[0008]進一步的，所述熱處理操作工藝步驟包括以下具體步驟:
步驟1)，設(shè)置并儲存熱處理液中的配料實時含量和溫度在不同淬火時刻的理想工藝曲線；
步驟2)，操作工將汽車變速箱齒輪置入料架，碼放整齊；
步驟3)，裝有汽車變速箱齒輪的料架進入熱處理箱槽；
步驟4)，料架下降，與熱處理液接觸，進行淬火；
步驟5)，油煙處理裝置啟動，排除并過濾煙塵；
步驟6 )，槽液觀測傳感器實施監(jiān)控，槽液觀測傳感器與智能處理器連接，所述智能處理器根據(jù)槽液觀測傳感器獲取的實時數(shù)據(jù)和理想熱處理的溫度和配料濃度，實時計算配料消耗情況及其與理想溫度、濃度的差值，計算并控制加熱器加熱的模式和熱處理液中的配料應(yīng)該實時補充的量，并控制配料倉釋放理論應(yīng)該補充的配料數(shù)量；
步驟7)，熱處理液循環(huán)裝置啟動熱處理液循環(huán)的循環(huán)和配料的補充，進行持續(xù)淬火；步驟8)，淬火工藝終了，取出已處理完的汽車變速箱齒輪料架，獲取汽車變速箱齒輪淬火后的產(chǎn)品，槽液觀測傳感器獲取的實時數(shù)據(jù)和理想熱處理的溫度和配料濃度，智能處理器根據(jù)槽液觀測傳感器的反饋，實時計算配料消耗情況及其與理想溫度、濃度的差值，計算并控制加熱器加熱的模式和熱處理液中的配料應(yīng)該實時補充的量，將熱處理箱槽內(nèi)熱處理參與工作的元器件和材料調(diào)節(jié)約束至理想淬火初始工作狀態(tài)中，各裝置停止工作，預(yù)備進行新一輪汽車變速箱齒輪的淬火。
[0009]進一步的，所述步驟2中的汽車變速箱齒輪已在870-880°C的穩(wěn)定溫度環(huán)境中停留了9-9.5小時的時間。
[0010]進一步的，所述步驟4中的料架下降，與熱處理液接觸是指料架下降，將料架和/或汽車變速箱齒輪浸泡到熱處理液中進行淬火，所述噴頭往料架周邊噴射補充過配料的熱處理液。
[0011 ]進一步的，所述步驟4中的料架下降，與熱處理液接觸是指料架下降，所述噴頭往料架及料架內(nèi)的汽車變速箱齒輪噴射補充過配料的熱處理液，所述汽車變速箱齒輪淬火的方式為懸空噴淋淬火。
[0012]進一步的，所述配料中不能包括尿素、氨氣和乙酰胺，避免高溫分解生產(chǎn)刺激性氨氣或有毒的CN+咼子。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:
1.能夠完美控制熱處理的各個工藝細(xì)節(jié)，能夠?qū)崟r調(diào)節(jié)更正實際熱處理工藝與理想工藝之間的差值，尤其適合滲透層需要控制在1.1-1.1mm之間的汽車變速箱齒輪；
2.熱處理質(zhì)量穩(wěn)定，能夠大幅增加一次熱處理的齒輪數(shù)量，縮短15%-20%的熱處理工藝時間，效率增加明顯，也能夠適用2.0mm以上的深層滲碳和碳氮共滲；
3.節(jié)能，節(jié)省成本，能夠成熟穩(wěn)定的將熱處理溫度降到870-880°C，并縮短加熱周期為9-9.5小時，產(chǎn)品的變形情況大幅改善，并且內(nèi)部組織容易控制；
4.減少污染，促進環(huán)保，配料材料性能相對穩(wěn)定，煙氣，處理液的循環(huán)系統(tǒng)自成一體，操作簡便，產(chǎn)生的污染物少，并且能夠及時處置妥當(dāng)。
[0014]5.安全，未采用刺激性和腐蝕性強烈的氨水等材料，有效延長了設(shè)備的壽命，并讓操作工的操作變得更加安全
上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。本發(fā)明的【具體實施方式】由以下實施例及其附圖詳細(xì)給出。
【附圖說明】
[0015]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
圖1是本發(fā)明一種實施例框架結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中標(biāo)號說明:1、熱處理容器，2、熱處理箱槽，3、熱處理箱槽溫控裝置，4、熱處理液，5、槽液觀測傳感器，6、油煙處理裝置，7、熱處理液循環(huán)裝置，8、進液管路，9、電機栗，10、出液管路，11、電熱器，12、配料倉，13、配料，14、閥門，15、噴嘴，16、料架，17、汽車變速箱齒輪，18、獨立抽風(fēng)機。
【具體實施方式】
[0017]下面將參考附圖并結(jié)合實施例，來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0018]參照圖1所示，一種汽車變速箱齒輪熱處理工藝，包括熱處理依賴的熱處理容器、熱處理液和熱處理操作工藝步驟，所述熱處理容器包括熱處理箱槽、熱處理箱槽溫控裝置、熱處理液、補料裝置、槽液觀測傳感器、油煙處理裝置和熱處理液循環(huán)裝置，所述熱處理液循環(huán)裝置包括依次連接的進液管路、電機栗、出液管路，所述出液管路設(shè)置有噴射熱處理液的噴頭，所述熱處理箱槽溫控裝置設(shè)置有浸泡在熱處理液中的電熱器，所述熱處理液內(nèi)設(shè)置有配料，所述槽液觀測傳感器監(jiān)測熱處理箱槽內(nèi)氣體、熱處理液的溫度和配料實時濃度含量，所述補料裝置設(shè)置有配料倉，所述配料倉設(shè)置有配料，并通過配料倉設(shè)置的閥門向熱處理液中受控補充消耗掉的配料，所述熱處理操作工藝步驟包括控制熱處理液中的配料實時含量和溫度在不同淬火時刻的理想工藝曲線。
[0019]進一步的，所述配料包括甲醇、乙醇、丙酮、甲酰胺、四氯化碳、氯化銨和稀土，適合滲碳或滲氮或碳氮共滲。
[0020]進一步的，所述配料中的甲醇、乙醇、丙酮、甲酰胺、四氯化碳、氯化銨和稀土的質(zhì)量份數(shù)配比如下:
甲醇:15-20份；
乙醇:35-50份；
丙酮:3-5份；
甲酰胺:20-25份；
四氯化碳:3-5份；
氯化銨:15-20份；
稀土: 1-2份。
[0021]進一步的，所述配料中的稀土為:鑭(La)、鈰(Ce )、鐠(Pr )、釹(Nd )、钷(Pm)的氧化物或氯化物。
[0022]進一步的，所述熱處理操作工藝步驟包括以下具體步驟:
步驟1)，設(shè)置并儲存熱處理液中的配料實時含量和溫度在不同淬火時刻的理想工藝曲線；
步驟2)，操作工將汽車變速箱齒輪置入料架，碼放整齊；
步驟3)，裝有汽車變速箱齒輪的料架進入熱處理箱槽；
步驟4)，料架下降，與熱處理液接觸，進行淬火；
步驟5)，油煙處理裝置啟動，排除并過濾煙塵；
步驟6 )，槽液觀測傳感器實施監(jiān)控，槽液觀測傳感器與智能處理器連接，所述智能處理器根據(jù)槽液觀測傳感器獲取的實時數(shù)據(jù)和理想熱處理的溫度和配料濃度，實時計算配料消耗情況及其與理想溫度、濃度的差值，計算并控制加熱器加熱的模式和熱處理液中的配料應(yīng)該實時補充的量，并控制配料倉釋放理論應(yīng)該補充的配料數(shù)量；
步驟7)，熱處理液循環(huán)裝置啟動熱處理液循環(huán)的循環(huán)和配料的補充，進行持續(xù)淬火；步驟8)，淬火工藝終了，取出已處理完的汽車變速箱齒輪料架，獲取汽車變速箱齒輪淬火后的產(chǎn)品，槽液觀測傳感器獲取的實時數(shù)據(jù)和理想熱處理的溫度和配料濃度，智能處理器根據(jù)槽液觀測傳感器的反饋，實時計算配料消耗情況及其與理想溫度、濃度的差值，計算并控制加熱器加熱的模式和熱處理液中的配料應(yīng)該實時補充的量，將熱處理箱槽內(nèi)熱處理參與工作的元器件和材料調(diào)節(jié)約束至理想淬火初始工作狀態(tài)中，各裝置停止工作，預(yù)備進行新一輪汽車變速箱齒輪的淬火。
[0023]進一步的，所述步驟2中的汽車變速箱齒輪已在870-880°C的穩(wěn)定溫度環(huán)境中停留了9-9.5小時的時間。
[0024]進一步的，所述步驟4中的料架下降，與熱處理液接觸是指料架下降，將料架和/或汽車變速箱齒輪浸泡到熱處理液中進行淬火，所述噴頭往料架周邊噴射補充過配料的熱處理液。
[0025]進一步的，所述步驟4中的料架下降，與熱處理液接觸是指料架下降，所述噴頭往料架及料架內(nèi)的汽車變速箱齒輪噴射補充過配料的熱處理液，所述汽車變速箱齒輪淬火的方式為懸空噴淋淬火。
[0026]進一步的，所述配料中不能包括尿素、氨氣和乙酰胺，避免高溫分解生產(chǎn)刺激性氨氣或有毒的CN+咼子。
[0027]本實施例的工作原理如下:
槽液觀測傳感器獲取的實時數(shù)據(jù)和理想熱處理的溫度和配料濃度，智能處理器根據(jù)槽液觀測傳感器的反饋，實時計算配料消耗情況及其與理想溫度、濃度的差值，計算并控制加熱器加熱的模式和熱處理液中的配料應(yīng)該實時補充的量，并控制閥門釋放理論應(yīng)該補充的配料數(shù)量，始終讓熱處理液處于理想的工作穩(wěn)定和工作濃度，操作工將待淬火的汽車變速箱齒輪置入料架，料架自動將汽車變速箱齒輪置入熱處理箱槽，熱處理液對汽車變速箱齒輪進行多點噴射淬火或浸泡淬火，產(chǎn)生大量煙氣，油煙處理裝置啟動抽取并過濾煙塵，隨著淬火的進行，存在大量的熱交換和配料損耗，槽液觀測傳感器獲取的實時數(shù)據(jù)和理想熱處理的溫度和配料濃度，控制多處的電熱器分別加熱或停止加熱，并根據(jù)配料損耗情況和分布范圍，實時計算配料消耗情況及其與理想溫度、濃度的差值，計算并控制加熱器加熱的模式和熱處理液中的配料應(yīng)該實時補充的量，并控制閥門釋放理論應(yīng)該補充的配料數(shù)量，通過噴嘴噴射及時補充到消耗區(qū)域，始終保持熱處理液的合適濃度和合適溫度，控制淬火過程按設(shè)定的理想工藝曲線進行，淬火完備，油煙處理裝置處理完煙塵，打開熱處理箱槽，取出已淬火好的汽車變速箱齒輪，槽液觀測傳感器獲取的實時數(shù)據(jù)和理想熱處理的溫度和配料濃度，智能處理器根據(jù)槽液觀測傳感器的反饋，實時計算配料消耗情況及其與理想溫度、濃度的差值，計算并控制加熱器加熱的模式和熱處理液中的配料應(yīng)該實時補充的量，將熱處理箱槽內(nèi)熱處理參與工作的元器件和材料調(diào)節(jié)約束至理想淬火初始工作狀態(tài)中，預(yù)備進行新一輪汽車變速箱齒輪的淬火。
[0028]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種汽車變速箱齒輪熱處理工藝，其特征在于:包括熱處理依賴的熱處理容器、熱處理液和熱處理操作工藝步驟，所述熱處理容器包括熱處理箱槽、熱處理箱槽溫控裝置、熱處理液、補料裝置、槽液觀測傳感器、油煙處理裝置和熱處理液循環(huán)裝置，所述熱處理液循環(huán)裝置包括依次連接的進液管路、電機栗、出液管路，所述出液管路設(shè)置有噴射熱處理液的噴頭，所述熱處理箱槽溫控裝置設(shè)置有浸泡在熱處理液中的電熱器，所述熱處理液內(nèi)設(shè)置有配料，所述槽液觀測傳感器監(jiān)測熱處理箱槽內(nèi)氣體、熱處理液的溫度和配料實時濃度含量，所述補料裝置設(shè)置有配料倉，所述配料倉設(shè)置有配料，并通過配料倉設(shè)置的閥門向熱處理液中受控補充消耗掉的配料，所述熱處理操作工藝步驟包括控制熱處理液中的配料實時含量和溫度在不同淬火時刻的理想工藝曲線。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車變速箱齒輪熱處理工藝，其特征在于:所述配料包括甲醇、乙醇、丙酮、甲酰胺、四氯化碳、氯化銨和稀土，適合滲碳或滲氮或碳氮共滲。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種汽車變速箱齒輪熱處理工藝，其特征在于:所述配料中的甲醇、乙醇、丙酮、甲酰胺、四氯化碳、氯化銨和稀土的質(zhì)量份數(shù)配比如下: 甲醇:15-20份； 乙醇:35-50份； 丙酮:3-5份； 甲酰胺:20-25份； 四氯化碳:3-5份； 氯化銨:15-20份； 稀土: 1-2份。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車變速箱齒輪熱處理工藝，其特征在于:所述配料中的稀土為:鑭(La)、鋪(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)的氧化物或氯化物。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車變速箱齒輪熱處理工藝，其特征在于:所述熱處理操作工藝步驟包括以下具體步驟: 步驟I)，設(shè)置并儲存熱處理液中的配料實時含量和溫度在不同淬火時刻的理想工藝曲線； 步驟2)，操作工將汽車變速箱齒輪置入料架，碼放整齊； 步驟3 )，裝有汽車變速箱齒輪的料架進入熱處理箱槽； 步驟4)，料架下降，與熱處理液接觸，進行淬火； 步驟5)，油煙處理裝置啟動，排除并過濾煙塵； 步驟6)，槽液觀測傳感器實施監(jiān)控，槽液觀測傳感器與智能處理器連接，所述智能處理器根據(jù)槽液觀測傳感器獲取的實時數(shù)據(jù)和理想熱處理的溫度和配料濃度，實時計算配料消耗情況及其與理想溫度、濃度的差值，計算并控制加熱器加熱的模式和熱處理液中的配料應(yīng)該實時補充的量，并控制配料倉釋放理論應(yīng)該補充的配料數(shù)量；步驟7)，熱處理液循環(huán)裝置啟動熱處理液循環(huán)的循環(huán)和配料的補充，進行持續(xù)淬火；步驟8)，淬火工藝終了，取出已處理完的汽車變速箱齒輪料架，獲取汽車變速箱齒輪淬火后的產(chǎn)品，槽液觀測傳感器獲取的實時數(shù)據(jù)和理想熱處理的溫度和配料濃度，智能處理器根據(jù)槽液觀測傳感器的反饋，實時計算配料消耗情況及其與理想溫度、濃度的差值，計算并控制加熱器加熱的模式和熱處理液中的配料應(yīng)該實時補充的量，將熱處理箱槽內(nèi)熱處理參與工作的元器件和材料調(diào)節(jié)約束至理想淬火初始工作狀態(tài)中，各裝置停止工作，預(yù)備進行新一輪汽車變速箱齒輪的淬火。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種汽車變速箱齒輪熱處理工藝，其特征在于:所述步驟2中的汽車變速箱齒輪已在870-880° C的穩(wěn)定溫度環(huán)境中停留了9-9.5小時的時間。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種汽車變速箱齒輪熱處理工藝，其特征在于:所述步驟4中的料架下降，與熱處理液接觸是指料架下降，將料架和/或汽車變速箱齒輪浸泡到熱處理液中進行淬火，所述噴頭往料架周邊噴射補充過配料的熱處理液。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種汽車變速箱齒輪熱處理工藝，其特征在于:所述步驟4中的料架下降，與熱處理液接觸是指料架下降，所述噴頭往料架及料架內(nèi)的汽車變速箱齒輪噴射補充過配料的熱處理液，所述汽車變速箱齒輪淬火的方式為懸空噴淋淬火。9.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的一種汽車變速箱齒輪熱處理工藝，其特征在于:所述配料中不能包括尿素、氨氣和乙酰胺，避免高溫分解生產(chǎn)刺激性氨氣或有毒的CN+離子。
【文檔編號】C23C8/22GK105838851SQ201610219423
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月9日
【發(fā)明人】鄧清華, 其他發(fā)明人請求不公開姓名
【申請人】福建尚錕齒輪箱制造有限公司