[发明专利]重载齿轮的热处理工艺

说明书

本发明涉及金属热处理领域，具体公开了重载齿轮的热处理工艺，工艺步骤如下：装炉、加热、渗碳、球化退火、淬火、低温回火、冷冻、再次低温回火、喷丸等工序。这种热处理工艺能够有效增加齿轮表面的含碳量，并增强齿轮的硬度、弯曲强度和接触疲劳强度，有效提高齿轮的使用寿命。

技术领域

本发明涉及金属热处理的技术领域，具体涉及重载齿轮的热处理工艺。

背景技术

重载齿轮是传递动力、传递扭矩的一种金属制品，广泛用于工程机械、煤矿机械。

一般情况下，重载齿轮需要增加其表面的含碳量以增加零件的结构强度及表面硬度，而重载齿轮采用传统的热处理方法时，其表面残留奥氏体过高、表面硬度过低，会降低零件的使用寿命，且后续磨削加工中重载齿轮极易产生磨削裂纹。

发明内容

鉴于背景技术的不足，本发明提供了可提高重载齿轮在热处理后的强度、降低热处理耗材、节约能源、减少零件内部氧化倾向的重载齿轮的热处理工艺。

为解决以上技术问题，本发明提供了如下技术方案：

重载齿轮的热处理工艺，工艺步骤如下：

S1、装炉：将齿轮清洗干净，然后在齿轮上涂刷防渗保护剂，接着把齿轮放入托盘，最后装入炉中加热至100℃烘干；

S2、加热：将炉进行升温，使炉内温度在20-25分钟之内达到800℃±5℃，然后使齿轮在800℃±5℃温度下加热60分钟；

S3、渗碳：朝炉内通入含天然气、丙烷、甲醇及空气的原料气，原料气在炉内裂解生成渗碳气氛。其中，可以通过调节空气的加入量来调节炉内气氛碳势，达到渗碳效果；

S4、球化退火：将炉加热至650℃±5℃，然后保温3小时，气氛保护。

S5、淬火：首先，将炉加热至810℃±5℃，然后保温4小时，保温结束后，取出齿轮，并将齿轮放入装有冷却油的油箱中冷却至100-120℃；

S6、低温回火：将齿轮加热至160℃±5℃，然后保温8小时，保温结束后，出炉空冷；

S7、冷冻：将齿轮放入冰箱，并调节冰箱温度使其降温至-80℃，保温2小时，保温结束后，出冰箱空冷；

S8、再次低温回火：把齿轮装入炉中，将炉升温至180℃±5℃，保温24小时，保温结束后，出炉空冷；

S9、喷丸：将齿轮放入喷丸机中进行喷丸处理，清理齿轮表面的氧化层及油污。

所述S3步骤中，渗碳分3个阶段，第一阶段为初渗碳，时间为1小时；第二阶段为强渗，时间根据渗碳层深度而定，当达到设定的渗碳层深度的80％时就进入第三阶段；第三阶段为扩散阶段，扩散阶段时间也是根据渗碳层深度而定，当达到设定的渗碳层深度的100％时，炉停止加热，开始降温。

所述S3步骤中原料气中的天然气、丙烷、甲醇的量固定，空气的量可调，并通过调节空气的加入量来调节炉内气氛碳势，达到渗碳效果。

所述S5步骤中，油箱内的冷却液各处温度均匀。

所述步骤S9中，齿轮放入喷丸机中喷丸3-5分钟。

本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：本发明通过自动控制气氛碳势，将渗碳作用分三次进行，使齿轮渗碳均匀，渗速快，无内氧化，原料气消耗小；通过冷冻处理和低温回火，进一步降低和减少了残留奥氏体，提高了齿轮表面的硬度和耐磨性；通过喷丸处理，强化了齿轮表面的压应力，提高了齿轮的弯曲强度和接触疲劳强度，提高了齿轮的使用寿命。

具体实施方式

重载齿轮的热处理工艺，工艺步骤如下：