一种有效提高小层深气体渗碳齿轮硬度梯度的热处理工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种有效提高小层深气体渗碳齿轮硬度梯度的热处理工艺，包括以下步骤：通入氮气，保温；继续升温，温度处于760～780℃时，打开甲醇阀门；当温度升到800℃以上时，打开丙烷阀门；继续升温，炉内气氛压力为300～400Pa，温度达到925～935℃时，第一阶段调整强渗碳势为1.0～1.1％，第二阶段调整扩散碳势为0.7～0.8％，渗碳强渗与扩散时间的比值为2.3～2.5；炉内温度降到650～655℃，把工件转入缓冷坑，通入氮气，出炉空冷；工件进炉升温、保温、淬火，待淬火后的工件冷到室温。本发明专利技术的有益效果是：不用附加任何辅助设备，无需更改原有渗碳工艺的碳势，仅通过改变渗碳阶段强渗与扩散时间的比值，以得到有效的硬度梯度曲线，此方法操作简单容易。

Heat treatment process for effectively improving hardness gradient of small layer deep gas carburizing gear

The invention relates to a method which can improve the heat treatment process of small deep layer carburizing gear hardness gradient, which comprises the following steps: adding nitrogen, heat preservation; continue to heat up, temperature is 760 ~ 780 DEG C, methanol open valve; when the temperature rose to 800 degrees above, open the propane valve; continue to heat up, furnace atmosphere pressure in 300 ~ 400Pa, the temperature reaches 925 to 935 DEG C, the first phase of adjustment is 1 ~ 1.1% strong carburizing, the second phase adjustment of diffusion of carbon potential is 0.7 ~ 0.8%, carburizing, infiltration and diffusion time ratio is 2.3 ~ 2.5; the furnace temperature is reduced to 650 to 655 DEG C, the workpiece into slow cooling pit, introducing nitrogen, followed by air cooling; the workpiece into the furnace heating, quenching, quenching the workpiece to be cooled to room temperature. The beneficial effect of the invention is: without any additional auxiliary equipment, no need to change the original carbon potential carburization process, only by changing the ratio of carburizing stage strong infiltration and diffusion time, to obtain the hardness gradient curve, this method is simple and easy operation.

【技术实现步骤摘要】
一种有效提高小层深气体渗碳齿轮硬度梯度的热处理工艺
本专利技术属于热处理
，涉及一种有效提高小层深气体渗碳齿轮硬度梯度的热处理工艺。
技术介绍
工业生产中常要求小模数齿轮渗碳层层深2.0～2.5mm，现行的小层深气体渗碳齿轮工艺，往往由于渗碳层深较浅，造成渗碳层的硬度梯度较陡，降低了齿轮表层的抗疲劳强度、耐磨性能等，对齿轮的整体质量及寿命造成了一定影响，一定程度上对资源造成了浪费。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：基于上述问题，本专利技术提供一种有效提高小层深气体渗碳齿轮硬度梯度的热处理工艺。本专利技术解决其技术问题所采用的一个技术方案是：一种有效提高小层深气体渗碳齿轮硬度梯度的热处理工艺，包括以下步骤：(1)将齿轮在有机溶剂中清洗，除去齿轮上的油渍及残物，按照防渗和装架要求，对齿轮进行合理防渗及装架，然后将其吊入井式渗碳炉内。(2)检查炉盖盖好无误后，调整电压、电流对井式炉进行升温，此过程中通入流量15～20m3/h的氮气，炉内气氛压力为100～200Pa，待其温度升到600～650℃，保温2～3h。此过程用来保证工件尺寸，防止其产生形位公差。(3)继续升温，温度处于760～780℃时，打开甲醇阀门，渗氮气氛压力为100～200Pa，使甲醇气化分解，借助其分解气氛排除炉内空气，防止造成工件氧化；当温度升到800℃以上时，打开丙烷阀门，炉内气氛压力为300～400Pa，使丙烷气化分解，借助其分解气氛排除炉内空气，防止造成工件氧化。(4)继续升温，炉内气氛压力为300～400Pa，温度达到925～935℃时，第一阶段调整强渗碳势为1.0～1.1％，第二阶段调整扩散碳势为0.7～0.8％，渗碳强渗与扩散时间的比值为2.3～2.5。(5)渗碳结束后，炉内温度降到650～655℃，保温4～5h，使其转变成珠光体组织更加完全，把工件转入缓冷坑，缓冷坑中通入流量为15～20m3/h的氮气，待工件温度降到250～300℃时，出炉空冷。(6)待工件空冷1h时，再次工件进炉升温、保温、淬火，待淬火后的工件冷到室温后，对淬火后的工件进行解剖，并作出渗碳层硬度梯度曲线。对原先的气体渗碳工艺优化，增大气体渗碳强渗阶段与扩散阶段时间的比值，避免出现碳化层硬度梯度较陡的现象。新工艺方法：是通过增大气体渗碳强渗与扩散时间的比值，强扩比由原先的1.4提高为2.4，增加过共析层的深度，而渗碳层层深基本保持不变，过共析层的深度的增加变向等同高含碳值区深度增加，保证了距渗碳层表面一定深度处的含碳量值，从而保证了相应深度处的有效硬度值，因此新工艺所得齿轮渗碳层硬度梯度变得更加平缓，原强扩比1.4时，渗碳层层深的1.0mm处可达到653HV的硬度值，当新强扩比值为2.4时，渗碳层总层深的1.3mm处便可获得653HV的硬度值，使其硬度下降梯度变缓，与此同时新工艺所得渗碳层的组织也达到相应的级别要求，没有导致碳化物级别增大。本专利技术的有益效果是：不用附加任何辅助设备，无需更改原有渗碳工艺的碳势，仅通过改变渗碳阶段强渗与扩散时间的比值，以得到有效的硬度梯度曲线，此方法操作简单容易。附图说明下面结合附图对本专利技术进一步说明。图1为对比例工艺渗碳处理后齿轮渗碳层的硬度梯度曲线图；图2为实施例工艺渗碳处理后齿轮渗碳层的硬度梯度曲线图。具体实施方式现在结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，以下实施例旨在说明本专利技术而不是对本专利技术的进一步限定。对比例(1)将齿轮在有机溶剂中清洗，除去齿轮上的油渍及残物，按照防渗和装架要求，对齿轮进行合理防渗及装架，然后将其吊入丼式渗碳炉内。(2)检查炉盖盖好无误后，调整电压、电流对井式炉进行升温，此过程中通入氮气流量20m3/h，炉压设定为150Pa，待其温度升到630℃，保温3h，此过程用来保证工件尺寸，防止其产生形位公差。(3)继续升温，温度处于780℃时，打开甲醇阀门，当温度升到800℃以上时，打开丙烷阀门。(4)温度达到930℃时，第一阶段调整强渗碳势为1.08％，保温12h，第二阶段调整扩散碳势为0.75％，保温8h。(5)渗碳结束后，炉内温度降到650℃，保温4～5h，使其转变成珠光体组织更加完全，随后把工件转入缓冷坑，缓冷坑中通入氮气流量为20m3/h，待其温度降到300℃时，工件便可出炉空冷。(6)待工件空冷1h时，再次工件进炉升温、保温、淬火，待淬火后的工件冷到室温后，对淬火后的工件进行解剖，并作出渗碳层硬度梯度曲线。实施例(1)将齿轮在有机溶剂中清洗，除去齿轮上的油渍及残物，按照防渗和装架要求，对齿轮进行合理防渗及装架，然后将其吊入丼式渗碳炉内。(2)检查炉盖盖好无误后，调整电压、电流对井式炉进行升温，此过程中通入氮气流量20m3/h，炉压设定为150Pa，待其温度升到630℃，保温3h，此过程用来保证工件尺寸，防止其产生形位公差。(3)继续升温，温度处于780℃时，同时打开甲醇阀门，当温度升到800℃以上时，打开丙烷阀门。(4)温度达到930℃时，第一阶段调整强渗碳势为1.08％，保温14.5h，第二阶段调整扩散碳势为0.75％，保温6h。(5)渗碳结束后，炉内温度降到650℃，保温4～5h，使其转变成珠光体组织更加完全，随后把工件转入缓冷坑，缓冷坑中通入氮气流量为20m3/h，待其温度降到300℃时，工件便可出炉空冷。(6)待工件空冷1h时，再次工件进炉升温、保温、淬火，待淬火后的工件冷到室温后，对淬火后的工件进行解剖，并作出渗碳层硬度梯度曲线。对比例和实施例渗碳工艺处理后工件的性能比较贱表1和表2.表1不同渗碳工艺处理后渗碳层硬度梯度值表2不同渗碳工艺处理后金相组织检测结果实验结果：经新工艺渗碳后，由表1可知新渗碳工艺处理处理后其渗碳层层深1.3mm处其硬度值可提高到653HV。对比图1和图2可得经实施例渗碳工艺处理后得到的渗碳层硬度梯度较为平缓，由表2所得渗碳层的组织也达到相应的级别要求，此工艺主要的方法是通过增加了过共析层的深度，而共析层与过渡层的深度基本保持不变，从而使高含碳区深度增加，保证了距渗碳层表面1.2mm处的含碳量。以上述依据本专利技术的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项专利技术技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项专利技术的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有效提高小层深气体渗碳齿轮硬度梯度的热处理工艺，其特征是：包括以下步骤：(1)将齿轮在有机溶剂中清洗，除去齿轮上的油渍及残物，按照防渗和装架要求，对齿轮进行合理防渗及装架，然后将其吊入井式渗碳炉内；(2)检查炉盖盖好无误后，调整电压、电流对井式炉进行升温，此过程中通入流量15～20m

【技术特征摘要】
1.一种有效提高小层深气体渗碳齿轮硬度梯度的热处理工艺，其特征是：包括以下步骤：(1)将齿轮在有机溶剂中清洗，除去齿轮上的油渍及残物，按照防渗和装架要求，对齿轮进行合理防渗及装架，然后将其吊入井式渗碳炉内；(2)检查炉盖盖好无误后，调整电压、电流对井式炉进行升温，此过程中通入流量15～20m3/h的氮气，炉内气氛压力为100～200Pa，待其温度升到600～650℃，保温2～3h；(3)继续升温，温度处于760～780℃时，打开甲醇阀门，渗碳炉内气氛压力为100～200Pa；当温度升到800℃以上时，打开丙烷阀门，渗碳炉内...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡静，唐磊，许仁伟，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32