[发明专利]一种齿轮精锻模具的热处理工艺

说明书

本发明公开一种齿轮精锻模具的热处理工艺，所述齿轮精锻模具呈矩形板状结构，该齿轮精锻模具的表面中间开设有齿轮孔，所述热处理工艺包括如下步骤：S1.模具预处理、S2.稳定化处理、S3.模具切槽、S4.分段加热、S5.深冷处理；在模具预处理后对其进行稳定化处理，即通过去应力退火先消除部分应力，高温加热时，对齿轮精锻模具进行分段加热，处在加热段以外的区域的温度相对较低，能够对被加热段区域产生的形变产生阻碍作用，进一步减小齿轮精锻模具的在热处理过程中产生的形变量，并结合之前在齿轮孔的周向上开设的多个弧形切槽，通过切通引流，进一步分散并释放应力，从而大大减小了高温热处理过程中模具产生的形变量，提高了模具精度。

技术领域

本发明涉及模具热处理领域，具体涉及一种齿轮精锻模具的热处理工艺。

背景技术

齿轮精锻模具具有生产效率高、节省原材料、降低生产成本、产品性能好和精度高等特点，在齿轮加工领域中得到广泛应用。

齿轮精锻模具在机械加工后需要进行热处理，热处理是提高齿轮精锻模具使用寿命的重要环节。调查表明:因热处理工艺或操作不当而导致模具断裂失效占失效总数的60%左右。因此，在齿轮精锻模具生产中，需要进行正确的热处理工艺操作。

目前较为通用的模具热处理工艺主要步骤是：机械粗加工-球化退火-淬火-回火，上述处理工艺存在如下缺点：由于热处理过程中马氏体相变具有表面浮凸效应，高温热处理过程中会产生形变，影响模具精度；处理后的齿轮精锻模具内仍残留不少奥氏体，模具使用过程中在磨削热的作用下，会发生回火转变，从而产生组织应力，导致其容易开裂。

为此，如何解决上述现有技术存在的不足，是本发明研究的课题。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种齿轮精锻模具的热处理工艺。

为了达到以上目的，本发明提供如下技术方案：一种齿轮精锻模具的热处理工艺，所述齿轮精锻模具呈矩形板状结构，该齿轮精锻模具的表面中间开设有齿轮孔，所述热处理工艺包括如下步骤：

S1.模具预处理：采用高速钢加工制作齿轮精锻模具，清洁制作完成后的齿轮精锻模具，并将其放置于干燥箱内进行干燥处理，之后取出干燥后的齿轮精锻模具，在齿轮精锻模具的各个表面涂覆一层耐高温抗氧化涂料；

S2.稳定化处理：将齿轮精锻模具放置于加热炉内，调整加热温度至630℃~645℃，保温2~3h后空冷；

S3.模具切槽：在齿轮精锻模具的表面开设多个弧形切槽，多个所述弧形切槽沿所述齿轮孔的周向均匀等距排列；

S4.分段加热：将齿轮精锻模具放置于空气炉内，控制加热温度在400℃~650℃，对齿轮精锻模具进行预热，采用电磁感应加热器加热齿轮精锻模具，并将齿轮精锻模具沿其长度方向划分多个长度相同的加热段，所述加热段的宽度与所述电磁感应加热器的加热环的宽度相同，加热过程中将加热环套设于加热段上，并逐步对齿轮精锻模具的每个加热段进行加热，电磁感应加热器的加热环温度控制在1010℃~1025℃，每个加热段的加热时间保持在3~4h，冷却后将齿轮精锻模具放入空气炉内在200℃~250℃条件下回火1~2h；

S5.深冷处理：将经步骤S4处理完后的齿轮精锻模具取出，放入低温冷却箱中通入液态氟，使其在-100℃~-120℃条件下冷处理2~3h，处理完毕后使齿轮精锻模具升至常温，并再次将齿轮精锻模具放入空气炉内于200℃~250℃条件下回火1~2h。

作为本发明的一种改进，在进行所述深冷处理步骤前，在齿轮精锻模具表面涂覆供硼剂，之后将其置入加热炉内，在850℃～950℃条件下保温2～5h。

作为本发明的一种改进，所述供硼剂由非晶态硼粉、催渗剂及二氧化硅填料组成。