[发明专利]一种由合金钢制成的齿轮的渗碳淬火工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种农用机械领域中使用的由合金钢制成的齿轮的渗碳淬火工艺。

背景技术

迄今为止，齿轮热处理变形为零还无法做到，即使采用淬火压床之类的手段，也不能使齿轮各项变形指标(如椭圆度、挠曲度)完全为零，目前能做到的只能是减小变形量，提高变形规律性。传统的农用机械领域中使用的由合金钢制成的齿轮的渗碳淬火工艺主要包括以下步骤：(1)炉温在840℃以上产品进炉，然后降温排气，滴甲醇、滴煤油并保温后关孔放样；(2)强渗期，碳势1.25％cp，滴甲醇、滴煤油，抽样深度达到0.025～0.030mm时强渗期结束；(3)扩散期，碳势1.05％cp，滴甲醇、滴煤油，抽样深度达到0.04～0.045mm时扩散期结束；(4)降温，碳势0.85％cp，滴甲醇、滴煤油；(5)出炉淬火，淬火油温度高于100℃，入油的同时搅拌器不停的搅拌。通过现有渗碳淬火工艺生产的齿轮存在的问题是：(1)渗碳和淬火温度高，产生的组织应力大，导致齿轮变形大；(2)关孔放样前滴煤油，造成抽样结果与炉内产品的淬硬层深度不一致，容易导致误判；(3)产品淬火入油时齿轮与淬火油面以平行的平放方式入油，并且先打开油槽搅拌器搅拌，造成产品漂浮，导致内孔失圆，齿面鼓形变形。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的由合金钢制成的齿轮的渗碳淬火工艺存在的不足，公开一种能够有效控制齿轮变形的由合金钢制成的齿轮的渗碳淬火工艺。

为了实现上述的发明目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种由合金钢制成的齿轮的渗碳淬火工艺，依次包括如下步骤：(1)进炉，炉温在810～820℃时齿轮进炉，温度下降至740℃～760℃后升温；(2)排气，滴甲醇75～90分钟，温度升至860℃再保温25～35分钟后关孔放样；(3)强渗，碳势1.25％cp，炉压15～20pa，滴甲醇、滴煤油，抽样齿轮渗碳深度达到0.02～0.030mm时结束；(4)扩散，碳势1.05％cp，炉压10～15pa，滴甲醇、滴煤油，抽样齿轮渗碳深度达到0.04～0.045mm时降温；(5)降温保温，降温至820℃后进行保温，碳势0.85％cp，炉压5～10pa，滴甲醇、滴煤油；(6)出炉淬火，淬火油温度控制在80℃～100℃之间，齿轮与淬火油面垂直的方式入油，入油时停开油槽搅拌器，待齿轮淬火入油后再打开油槽搅拌器进行搅拌；上述滴煤油的量由碳势控制仪控制，氧探头控制碳势。

作为优选，所述步骤(2)排气时滴甲醇的量是180～200滴/分钟；步骤(3)强渗时滴甲醇的量是150～180滴/分钟，时间80～100分钟；步骤(4)扩散时滴甲醇的量是150～180滴/分钟，时间50～80分钟；步骤(5)中滴甲醇的量是60～80滴/分钟，时间30分钟。

作为优选，所述齿轮的材料是美标合金钢(美标8620合金钢)，齿轮外径厚度17mm，表面硬度56～62HRC，上述材料和性能的齿轮通过上述渗碳淬火加工而成的齿轮产品质量最好，变形最小。

采用了上述技术方案的一种由合金钢制成的齿轮的渗碳淬火工艺，依次包括进炉、排气、强渗、扩散、降温保温和出炉淬火等步骤，压力、温度、介质流量等参数都调整到最佳，有效地控制了齿轮的变形。其中进炉炉温在810～820℃之间，淬火油温度控制在80℃～100℃之间，低于上述温度齿轮的加工质量无法保证，高于上述温度齿轮变形大，尤其是齿轮渗碳后，淬火温度越高产生的组织应力越大，变形越大。关孔放样后再滴煤油，使抽样结果与炉内齿轮的淬硬层深度基本一致，便于判断齿轮的实际状况进行相应的操作。齿轮淬火入油时先停开油槽搅拌器，齿轮入油后再搅拌，即齿轮与淬火油面垂直的方式静止入油，静止入油减少了内孔变形，齿面鼓形稳定不变形，齿轮与淬火油面垂直的方式入油对解决齿轮的平面挠曲变形有利，齿轮内孔畸变控制在0.08mm范围内。综上所述，该由合金钢制成的齿轮的渗碳淬火工艺的优点是加工过程中能够有效的控制齿轮的变形，提高了齿轮产品的质量。

具体实施方式

下面对本发明做进一步描述。