[发明专利]汽车变速箱齿轮的渗碳淬火方法

说明书

本发明涉及一种汽车变速箱齿轮的渗碳淬火方法，包括如下步骤，⑴、加热步骤，⑵、第一渗碳步骤，⑶、第二渗碳步骤，⑷、第三渗碳步骤，⑸、第四渗碳步骤，⑹、降温步骤，⑺、淬火步骤，⑻、低温回火步骤。本发明的汽车变速箱齿轮的渗碳淬火方法采用了多段式降温降碳势法，能有效解决齿轮表面渗碳层易产生大块状、网状碳化物的问题，而能消除有害碳化物，获得弥散分布的细粒状碳化物，优化金相组织，提高齿轮表面硬度和耐磨性，提高齿轮的使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种汽车变速箱齿轮的渗碳淬火方法，属于热处理技术领域。

背景技术

汽车变速箱齿轮是汽车传动系统中技术要求最高的零部件之一，齿轮在运转过程中，相互啮合的齿面之间既有滚动又有滑动，同时齿轮还受脉冲应力和交变弯曲应力的作用，因此要求齿轮需经过热处理以具有良好的硬度、耐磨性、抗疲劳性能，高尺寸精度，运转中的低噪音性能。

目前，汽车变速箱齿轮表面强化最主要的热处理方法为渗碳淬火。现有的变速箱齿轮渗碳方法为两段式渗碳，如图2所示，即为恒温降碳势方法，将齿轮放置在渗碳炉内温度升高930±5℃，进行强渗10-12h，在同温度下进行渗碳扩散10-12h，在强渗时碳势CP控制在1.20±0.05C％，而扩散时的碳势CP为0.85±0.05C％，随后随炉降至840±10℃保温1-2h后进行油淬火，再将齿轮放在回火炉中加热至160-220℃进行低温回火，保温时间为2-3h；然后出炉空冷至室温。该渗碳淬火方法由于强渗碳势高，炉内易沉积大量碳黑，在渗碳温度下会导致炉内碳势波动，对碳势控制造成很大困难。同时，该方法强渗时间长，且处在同一温度，由于钢中的Cr、Mo、Ti、W等碳化物形成元素会与碳形成稳定的合金碳化物，吸碳能力强，使渗碳层碳浓度升高，不利于碳元素的扩散，渗碳层浓度梯度变陡，易出现大块状、网状碳化物，破坏了基体组织的连续性，严重影响了渗碳层质量，使齿轮在后续磨削加工过程中易产生磨削裂纹，并使齿轮在周期性接触应力作用下易于疲劳，形成麻点和表层剥落。

为了解决上述技术问题，有必要新开发一种汽车变速箱齿轮的渗碳淬火热处理热处理方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能消除有害碳化物，获得弥散分布的细粒状碳化物，优化金相组织，提高齿轮表面硬度和耐磨性的汽车变速箱齿轮的渗碳淬火方法。

本发明为达到上述的目的的技术方案是：一种汽车变速箱齿轮的渗碳淬火方法，其特征在于：包括如下步骤，

⑴、加热步骤，将齿轮置于渗碳炉内加热至930±5℃；

⑵、第一渗碳步骤，齿轮随炉维持在930±5℃，并向渗碳炉内通入渗碳剂渗碳，控制碳势CP在1.15±0.05C％，保温5-6h；

⑶、第二渗碳步骤，降低炉温，齿轮随炉降至920±5℃，向渗碳炉内通入渗碳剂渗碳，碳势CP降至1.05±0.05C％，保温5-6h；

⑷、第三渗碳步骤，继续降低炉温，齿轮随炉降至910±5℃，向渗碳炉内通入渗碳剂渗碳，继续将碳势CP降至0.95±0.05C％，保温5-6h；

⑸、第四渗碳步骤，再继续降低炉温，齿轮随炉降至900±5℃，向渗碳炉内通入渗碳剂渗碳，继续降低碳势CP至0.85±0.05C％，保温5-6h；

⑹、降温步骤，齿轮随炉降温至830±10℃，保温时间为1-2h；

⑺、淬火步骤，将齿轮在830±10℃进行油淬，淬火油温度为65-95℃；

⑻、低温回火步骤，将齿轮放在回火炉中加热至170-220℃进行低温回火，保温时间为2-3h,然后出炉空冷至室温。