[发明专利]一种转向器齿轮机构的渗碳热处理方法

说明书

本发明公开了一种转向器齿轮机构的渗碳热处理方法，包括对转向器齿轮机构进行渗碳淬火和回火两个步骤，渗碳淬火包括：在空气、氮气和甲醇氛围中转向器齿轮机构依次经升温、强渗、扩散、保温和油冷阶段；经上述方法处理后转向器齿轮机构表面硬度不低于680HV1，有效硬化层深度为0.45～0.70mm，心部硬度不低于345HV1，防渗保护层硬度不高于36HRC，达到产品技术要求，实现节能减排和降耗。

技术领域

本发明属于金属表面化学热处理技术领域，具体涉及一种转向器齿轮机构的渗碳热处理方法。

背景技术

转向系统是用来改变或保持汽车行驶或倒退方向的一系列装置，对汽车的行驶安全至关重要，汽车转向系统和制动系统是汽车安全必须要重视的两个系统，汽车转向系统的零件都称为保安件；其中，转向器是完成由旋转运动到直线运动(或近似直线运动)的一组齿轮机构，同时也是转向系中的减速传动装置，是汽车关键的核心零部件之一。该系列齿轮轴的技术难点在于有效硬化层深度的界定值为610HV1(国家标准为550HV1)，要求零件的硬度梯度变化比较平稳。齿轮齿条式转向器具有结构简单、占用空间小、制造方便、驾驶时路面反馈清晰、转向反应迅速等优点，其中，齿轮轴是齿轮齿条式转向器中的关键零件，在小型车上的应用(包括小客车、小型货车或客货两用车)得到突飞猛进发展，市场前景好；内道螺母是电动车转向器的关键零件，随着电动车发展市场潜力大。如何通过设计合理工艺，使零件在较短时间内满足渗层要求的同时，表面碳浓度又控制在一定范围，从而降低内氧化及残余奥氏体，使零件满足表面硬度和硬化层深度满足产品技术要求，是急需解决的技术难题。

发明内容

为克服现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种转向器齿轮机构的渗碳热处理方法，表面硬度和硬化层深度达到产品技术要求，同时实现节能减排和降耗。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

一种转向器齿轮机构的渗碳热处理方法，包括对转向器齿轮机构进行渗碳淬火和回火两个步骤；进一步包括：所述转向器齿轮机构在空气、氮气和甲醇氛围中依次经升温、强渗、扩散、保温和油冷阶段处理，回火，风冷即得；其中：

所述空气流量为0.2～0.4m³/h；所述氮气流量为4.0～6.0m³/h，所述甲醇流量为4.5～5.5L/h；

所述升温阶段的碳势为0.70～0.80C％；所述强渗阶段的碳势为1.0～1.1C％；所述扩散阶段的碳势为0.75～0.85C％；所述保温阶段的碳势为0.65～0.75C％。

进一步地，所述空气流量为0.3m³/h；所述氮气流量为5.0m³/h，所述甲醇流量为5.0L/h。

进一步地，所述升温阶段的碳势为0.75C％；所述强渗阶段的碳势为1.05C％；所述扩散阶段的碳势为0.8C％；所述保温阶段的碳势为0.7C％。

进一步地，所述升温、强渗、扩散、保温和油冷阶段具体为：升温，快速升温至875～885℃并保温20min；强渗，快速升温至915～925℃强渗140min；扩散，在915～925℃扩散130min；保温，迅速降温至855～865℃并保温30min；油冷，油温为95～105℃，搅拌速度为25～30rpm。

进一步地，所述渗碳淬火后的转向器齿轮机构在165～175℃下保温180min回火。

进一步地，所述转向器齿轮机构的材质为20MnCr5。

进一步地，还包括所述渗碳淬火后、回火前的后清洗步骤和所述回火后的抛丸步骤。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：