[发明专利]钢部件，特别是摩擦焊接钢部件的热处理

说明书

一种用于非淬火硬化钢制品或摩擦焊接钢制品的热处理工艺，其包括正火和退火步骤，由此显著改善微结构和硬度的均匀性。

技术领域

本发明涉及钢部件的热处理，且特别涉及摩擦焊接钢部件(例如齿轮等)的热处理。

背景技术

摩擦焊接，也称为惯性焊接，是将两种金属(例如钢)连接在一起的工艺，其可以具有或不具有类似的组成。摩擦焊接使用压力和旋转力将金属锻造在一起，而金属没有熔化，因为接合温度相对较低。工艺本身是本领域技术人员已知的，并且认为是对于理解本发明不需要进一步解释的基本工艺。

摩擦焊接可以用于一些齿轮的生产和组装，例如其中希望将轮毂或支撑轴承(有时称为第三小齿轮轴承)附接到齿轮(例如小锥齿轮)的前表面的那些齿轮。在另一个实例中，还可以使用摩擦焊接将轴附接到小锥齿轮的背面。

当摩擦焊接不产生金属熔化时，形成焊接区。对于齿轮，已经注意到焊接区的硬度大于周围金属的硬度。此外，在焊接之后，金属的微结构和焊接区的微结构中存在可辨别的不均匀性。

发明内容

本发明包含用于摩擦焊接钢制品的热处理工艺，其包括正火和退火步骤，由此显著改善微结构和硬度的均匀性。

附图说明

图1示出具有摩擦焊接到其上的轮毂的小齿轮构件。

图2是摩擦焊接小齿轮和轮毂的焊接区的显微照片。

图3是本发明热处理之前的小齿轮微结构的显微照片。

图4是本发明的正火步骤之后的小齿轮微结构的显微照片。

图5是根据本发明的正火和退火步骤之后的小齿轮微结构的显微照片。

图6是根据本发明的正火和退火之后摩擦焊接的小齿轮和轮毂的焊接区的显微照片。

具体实施方式

本说明书中所使用的术语“发明(invention)”、“本发明(the invention)”和“本发明(the present invention)”旨在广泛地指本说明书和以下任何专利权利要求书的所有主题。含有这些术语的陈述不应被理解为限制本文中所描述的主题或限制以下任何专利权利要求书的涵义或范围。此外，本说明书并不设法描述或限制本申请的任何特定部分、段落、陈述或附图中的任何权利要求书所涵盖的主题。应通过参考整个说明书、所有附图和所附任何权利要求来理解主题。本发明能够具有其它构造，并且能够以各种方式来实践或实行。此外，应理解，本文中所使用的措词和术语是出于描述的目的且不应被视为限制性的。

现在将参考附图来论述本发明的细节，附图仅以实例的方式示出本发明。在附图中，相似的特征或组件将由类似的附图标记指代。

本文中“包括”、“具有”和“包含”及其变体的使用意指涵盖其后所列出的项目及其等效物以及另外项目。

尽管下文可以在描述附图时参考例如上部、下部、向上、向下、向后、底部、顶部、前部、后部等的方向，但为了方便起见而相对于附图(如正常所观察)作出这些参考。这些方向并不旨在被视为字面意思或以任何形式限制本发明。

图1示出了锥齿轮组的小齿轮构件2(即小齿轮)。与小齿轮构件2啮合的锥齿轮组的另一个构件是锥环齿轮构件(即齿圈，未示出)。小齿轮2包含齿4并包括轴部分6。小齿轮2还包括具有轴颈10的轮毂部分8，轴承(未示出)可放置在轴颈10上。轮毂部分8通过摩擦焊接附接到小齿轮2的前表面12上。

图2是摩擦焊接的小齿轮面和轮毂部分(例如图1的小齿轮面12和轮毂8)之间的焊接区20(出于界定目的而添加白线)的显微照片(放大50倍)。小齿轮和轮毂均由原样和非淬火硬化的AISI 9310钢组成，其组成(重量％)为：

碳 0.07-0.13