一种合金渗碳钢齿轮热处理工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种合金渗碳钢齿轮热处理工艺，包括以下步骤：1)预热：将待处理齿轮工件先进行预热；2)碳氮共渗：再将齿轮工件升温进行碳氮共渗处理，先后经历强渗阶段、扩散阶段以及保温阶段；3)淬火：碳氮共渗结束后将齿轮工件在温度为180‑220℃条件下进行淬火；4)回火冷却：最后将齿轮工件在温度为240‑260℃条件下进行回火，冷却后即可。本发明专利技术的热处理工艺通过改善齿轮工件的预热、强渗、扩散和淬火工艺，从而改善齿轮点蚀磨损，大大延长齿轮的使用寿命。

Heat treatment process for alloy carburized steel gear

The invention discloses an alloy carburizing steel gear heat treatment process, which comprises the following steps: 1): preheating will be processed first gear workpiece preheating; 2) carbonitriding: the temperature of the workpiece gear carbonitriding, has experienced strong infiltration stage and diffusion stage and insulation stage; 3) quenching: carbonitriding after quenching gear workpiece at a temperature of 180 under 220 DEG C; 4): the tempering cooling gear workpiece at a temperature of 260 DEG C to 240 tempering conditions, after cooling. The heat treatment process of the invention improves the gear pitting corrosion by improving the preheating, the strong infiltration, the diffusion and the quenching process of the gear workpiece, and greatly prolongs the service life of the gear.

【技术实现步骤摘要】
一种合金渗碳钢齿轮热处理工艺
本专利技术涉及热处理领域，具体涉及一种合金渗碳钢齿轮热处理工艺。
技术介绍
齿轮为主/副轴传动机构主轴上传递高转速动力的重要部件，齿轮在传递动力及改变速度的运行过程中，一对啮合齿面之间既有滚动，又有滑动，而且齿根部还将受到脉动或交变弯曲应力的作用，这些应力主要有三种：摩擦力、接触应力和弯曲应力。由于常在高转速、高功率载荷、多种应力作用状态下服役，因此齿轮极易产生疲劳点蚀磨损，在该领域，因为该故障的导致的发动机异响的发生率比较高。齿轮在机车机构中运用极广，因此机车在高速行驶过程中，齿轮上的单位负荷及应力非常大，这就导致齿轮更容易产生耐久点蚀磨损，所以在开发过程中就出现了齿轮耐久后出现疲劳点蚀磨损的问题，严重影响齿轮的使用寿命及机构装置的安全性，研究发现，这与齿轮的后期热处理有着很大的关联，因此，需要改进。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种合金渗碳钢齿轮热处理工艺，本专利技术的热处理工艺通过改善齿轮工件的预热、强渗、扩散和淬火工艺，从而改善齿轮点蚀磨损，大大延长齿轮的使用寿命。为了达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案来实现的：一种合金渗碳钢齿轮热处理工艺，按照以下步骤进行：(1)预热：将待处理齿轮工件在温度为680-740℃条件下进行预热40-50min；(2)碳氮共渗：将齿轮工件升温至860-940℃进行碳氮共渗处理，在强渗阶段碳势控制为1.30-1.50％，在扩散阶段碳势控制为1.50-1.60％；之后降温至760-820℃进行保温，保温阶段碳势控制在1.10-1.20％；(3)淬火：碳氮共渗结束后将齿轮工件在温度为180-220℃条件下进行淬火；(4)回火冷却：最后将齿轮工件在温度为240-260℃条件下进行回火，冷却后即可。进一步地，在步骤(1)中，在所述预热过程中通入氩气或氮气作为保护气体。进一步地，在步骤(2)中，所述强渗阶段时间为1-2h；所述扩散阶段时间为25-35min；所述保温阶段时间为15-25min。优选地，在碳氮共渗处理中，氮源为氨气，碳源为甲醇和丙烷。进一步地，在碳氮共渗处理中，所述甲醇和丙烷在强渗阶段通入，直至保温阶段结束时停止；所述氨气在扩散阶段开始时通入，直至保温阶段结束时停止。进一步地，在碳氮共渗处理中，甲醇和丙烷的流量为0.8-1.2L/min，氨气的流量为1.0-2.0L/min。进一步地，在碳氮共渗处理中，所述甲醇和丙烷的体积比为1:(2-4)。进一步地，在步骤(3)中，所述淬火阶段的保持时间为40-50min。进一步地，在步骤(4)中，所述回火阶段的保持时间为1-2h。本专利技术具有如下的有益效果：(1)本专利技术的热处理工艺操作简单方便，热处理过程中最大限度地降低所需温度下限，在保证工件完成热处理工序的同时，大大降低了能耗，减少了生产成本；(2)本专利技术的热处理工艺通过改善齿轮工件的预热、强渗、扩散和淬火冷却等工艺步骤，能有效地改善齿轮点蚀磨损，大大延长齿轮的使用寿命。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。实施例1一种合金渗碳钢齿轮热处理工艺，按照以下步骤进行：(1)将待处理齿轮工件输送至热处理电炉中；(2)预热：将待处理齿轮工件在温度为680℃条件下进行预热40min，且在预热过程中通入氩气作为保护气体；(3)碳氮共渗：将齿轮工件升温至860℃进行碳氮共渗处理，在强渗阶段碳势控制为1.30％，强渗阶段时间为1h，在扩散阶段碳势控制为1.50％，扩散阶段时间为25min；之后降温至760℃进行保温，保温阶段碳势控制在1.10％，保温阶段时间为15min；其中，在碳氮共渗处理中，氮源采用氨气，碳源采用甲醇和丙烷，且甲醇和丙烷在强渗阶段通入，甲醇和丙烷的流量为0.8L/min，直至保温阶段结束时停止；所述氨气在扩散阶段开始时通入，氨气的流量为1.0L/min，直至保温阶段结束时停止；另外，上述中甲醇和丙烷的体积比为1:2；(4)淬火：碳氮共渗结束后将齿轮工件在温度为180℃条件下进行淬火处理，淬火阶段的保持时间为40min；(5)回火冷却：最后将齿轮工件在温度为240℃条件下进行回火处理，回火阶段的保持时间为1h，空冷至室温即完成合金渗碳钢齿轮的热处理。实施例2一种合金渗碳钢齿轮热处理工艺，按照以下步骤进行：(1)将待处理齿轮工件输送至热处理电炉中；(2)预热：将待处理齿轮工件在温度为690℃条件下进行预热42min，且在预热过程中通入氮气作为保护气体；(3)碳氮共渗：将齿轮工件升温至880℃进行碳氮共渗处理，在强渗阶段碳势控制为1.35％，强渗阶段时间为1.2h，在扩散阶段碳势控制为1.52％，扩散阶段时间为28min；之后降温至770℃进行保温，保温阶段碳势控制在1.12％，保温阶段时间为18min；其中，在碳氮共渗处理中，氮源采用氨气，碳源采用甲醇和丙烷，且甲醇和丙烷在强渗阶段通入，甲醇和丙烷的流量为0.9L/min，直至保温阶段结束时停止；所述氨气在扩散阶段开始时通入，氨气的流量为1.2L/min，直至保温阶段结束时停止；另外，上述中甲醇和丙烷的体积比为1:2；(4)淬火：碳氮共渗结束后将齿轮工件在温度为190℃条件下进行淬火处理，淬火阶段的保持时间为42min；(5)回火冷却：最后将齿轮工件在温度为245℃条件下进行回火处理，回火阶段的保持时间为1.2h，空冷至室温即完成合金渗碳钢齿轮的热处理。实施例3一种合金渗碳钢齿轮热处理工艺，按照以下步骤进行：(1)将待处理齿轮工件输送至热处理电炉中；(2)预热：将待处理齿轮工件在温度为710℃条件下进行预热45min，且在预热过程中通入氩气作为保护气体；(3)碳氮共渗：将齿轮工件升温至900℃进行碳氮共渗处理，在强渗阶段碳势控制为1.40％，强渗阶段时间为1.5h，在扩散阶段碳势控制为1.55％，扩散阶段时间为30min；之后降温至790℃进行保温，保温阶段碳势控制在1.15％，保温阶段时间为20min；其中，在碳氮共渗处理中，氮源采用氨气，碳源采用甲醇和丙烷，且甲醇和丙烷在强渗阶段通入，甲醇和丙烷的流量为1.0L/min，直至保温阶段结束时停止；所述氨气在扩散阶段开始时通入，氨气的流量为1.5L/min，直至保温阶段结束时停止；另外，上述中甲醇和丙烷的体积比为1:3；(4)淬火：碳氮共渗结束后将齿轮工件在温度为200℃条件下进行淬火处理，淬火阶段的保持时间为45min；(5)回火冷却：最后将齿轮工件在温度为250℃条件下进行回火处理，回火阶段的保持时间为1.5h，空冷至室温即完成合金渗碳钢齿轮的热处理。实施例4一种合金渗碳钢齿轮热处理工艺，按照以下步骤进行：(1)将待处理齿轮工件输送至热处理电炉中；(2)预热：将待处理齿轮工件在温度为720℃条件下进行预热48min，且在预热过程中通入氮气作为保护气体；(3)碳氮共渗：将齿轮工件升温至920℃进行碳氮共渗处理，在强渗阶段碳势控制为1.45％，强渗阶段时间为1.8h，在扩散阶段碳势控制为1.58％，扩散阶段时间为32min；之后降温至810℃进行保温，保温阶段碳势控制在1.18％，保温阶段时间为22min；其中，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种合金渗碳钢齿轮热处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)预热：将待处理齿轮工件在温度为680‑740℃条件下进行预热40‑50min；(2)碳氮共渗：将齿轮工件升温至860‑940℃进行碳氮共渗处理，在强渗阶段碳势控制为1.30‑1.50％，在扩散阶段碳势控制为1.50‑1.60％；之后降温至760‑820℃进行保温，保温阶段碳势控制在1.10‑1.20％；(3)淬火：碳氮共渗结束后将齿轮工件在温度为180‑220℃条件下进行淬火；(4)回火冷却：最后将齿轮工件在温度为240‑260℃条件下进行回火，冷却后即可。

【技术特征摘要】
1.一种合金渗碳钢齿轮热处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)预热：将待处理齿轮工件在温度为680-740℃条件下进行预热40-50min；(2)碳氮共渗：将齿轮工件升温至860-940℃进行碳氮共渗处理，在强渗阶段碳势控制为1.30-1.50％，在扩散阶段碳势控制为1.50-1.60％；之后降温至760-820℃进行保温，保温阶段碳势控制在1.10-1.20％；(3)淬火：碳氮共渗结束后将齿轮工件在温度为180-220℃条件下进行淬火；(4)回火冷却：最后将齿轮工件在温度为240-260℃条件下进行回火，冷却后即可。2.根据权利要求1所述的一种合金渗碳钢齿轮热处理工艺，其特征在于，在步骤(1)中，在所述预热过程中通入氩气或氮气作为保护气体。3.根据权利要求1所述的一种合金渗碳钢齿轮热处理工艺，其特征在于，在步骤(2)中，所述强渗阶段时间为1-2h；所述扩散阶段时间为25-35min；所述保温阶段时间为15-25min。...

【专利技术属性】
技术研发人员：何飞，
申请(专利权)人：合肥博创机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34