[发明专利]重载齿轮用20CrNi2Mo钢的热处理方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料热处理技术领域，涉及一种重载齿轮用20CrNi2Mo钢的热处理方法，适用于煤矿、工程机械等工业需求高性能重载齿轮用20CrNi2Mo钢的领域。

背景技术

20CrNi2Mo钢是一种新型的渗碳齿轮钢，合金元素含量较高，经过热处理后因具有优异的综合力学性能以及耐磨性，而被广泛应用在重载齿轮、渗碳轴承以及农用机械磨损件等要求耐磨损、耐冲击的零件上。当在用于制造重载齿轮时，由于重载齿轮传递动力大，承受较大载荷，因此在实际应用时存在众多的问题和缺陷。另外，现有的20CrNi2Mo钢的热处理工艺复杂、不便控制且成本也较高，易于产生变形。在传统工艺中，通常采用的原始热处理工艺方案是：920℃、8h渗碳、650℃、3h回火、820℃、6h油淬火、180℃、2h回火处理，此种热处理工艺产生的热处理变形量较大，20CrNi2Mo钢的性能一般满足不了特定场合需要。

发明内容

本发明的目的在于：针对重载齿轮用20CrNi2Mo钢存在热处理变形以及性能较低问题开展研究，提供一种重载齿轮用20CrNi2Mo钢的热处理方法，通过该热处理方法提高20CrNi2Mo钢的性能，减少热处理变形量，为实际生产中扩大20CrNi2Mo钢应用奠定基础。

本发明的技术解决方案是：首先，20CrNi2Mo钢在高温电阻炉中进行930℃、4h正火处理；之后，在渗碳炉中进行930℃、10h渗碳处理；接着，在高温电阻炉中830℃、3h油介质淬火处理；最后，在加热炉中进行180℃、8h回火处理。

本方法与已有技术相比具有如下优点： 

(1)对重载齿轮用20CrNi2Mo钢采用新的合理的热处理方法，在热处理过程中严格控制温度和时间，改变了重载齿轮用20CrNi2Mo钢内部组织和应力状态，使得重载齿轮用20CrNi2Mo钢性能提高，变形量减少，满足实际要求。

(2)热处理过程中采用高温电阻炉、渗碳炉等普通设备，生产工艺简便，加快了生产周期，降低了能耗，节约了成本，便于操作，安全稳定。

具体实施方式

采用如下步骤热处理重载齿轮用20CrNi2Mo钢：首先，20CrNi2Mo钢在高温电阻炉中进行930℃、4h正火处理；之后，在渗碳炉中进行930℃、10h渗碳处理；接着，在高温电阻炉中830℃、3h油介质淬火处理；最后，在加热炉中进行180℃、8h回火处理。

表1中列出了使用本发明热处理方法与技术背景中提到的普通传统工艺处理后的20CrNi2Mo钢试样的性能对比情况，从表中可以看出采用本发明热处理方法提高了重载齿轮用20CrNi2Mo钢的性能。

表1  20CrNi2Mo钢试样热处理前后的性能实验数据