The present invention discloses a heat treatment process for heavy duty gears with large carburizing layer, including ingot forging, pre-heat treatment, finish processing and subsequent heat treatment, in which pre-heat treatment includes normalizing process and secondary tempering process, and subsequent heat treatment includes pre-carburizing treatment, carburizing treatment and post-carburizing treatment. After carburizing, the gear is tempered and heated to 645-675 C for 6-9 hours before air cooling, then heated to 775-850 C for 180-300 minutes before oil cooling, and then cooled at 80-70 C for 2-3 hours. After the gear temperature is restored to room temperature, it is reheated to 160-250 C and tempered out to air cooling to room temperature. By adopting the method of the invention, the residual stress of carburizing and quenching of heavy-duty gears with large carburizing layer is reduced, the cracking of gears is reduced, and the qualified rate of carburizing and quenching of heavy-duty gears is greatly increased.
【技术实现步骤摘要】
一种大渗层重载齿轮的热处理加工工艺
本专利技术涉及一种齿轮的热处理加工工艺,特别是一种大渗层重载齿轮的热处理加工工艺。
技术介绍
煤机重载齿轮最为广泛使用是高淬透性渗碳钢CrNiW,由于CrNiW系钢具有较高的淬透性,良好的耐磨性以及很高的接触疲劳和抗弯曲疲劳性能,长期以来,一直被运用在煤矿机械重载齿轮及其它大型机械主要承载件上。采煤机大模数、少齿数齿轮,其特点是:齿数少(一般7~13齿)、模数大(m=39.79~56.02)。齿轮通过渗碳淬火技术进行硬化,有效硬化层为2.50~5.50mm,而硬化层3.00~4.50mm占90%以上。采煤机井下工作环境恶劣,而采煤机关键零件之一行走轮是行走部在工作时最为恶劣,一方面要受“冲击载荷”的作用;另一方面,由于行走轮处于无润滑干摩擦状态,且行走轮轮齿与销排之间有煤粒、粉尘等污染物形成“磨粒磨损”。“冲击载荷”易造行走轮齿尖断裂;“磨粒磨损”易造行走轮轮齿表层剥落、磨损及脱落。现有技术采用电渣重熔技术提高了齿轮材料的冶金质量,并适当控制齿轮原材料碳含量,通过热处理工艺技术手段,降低心部硬度(32~38HRC),增加齿面硬度(58~62HRC),在保证齿轮的接触疲劳和弯曲疲劳强度前提下,增加了齿轮的强韧性指标,基本消除了以前频繁断齿的现象,且齿面耐磨性能也有所改善,但耐磨程度依然不能满足市场需求。为解决上述难题,借鉴瑞士或德国标准,大模数齿轮渗碳淬火齿轮有效硬化层深度在(0.1~0.2)模数范围,结合采煤机设计要求和工矿条件,考虑通过适当增加渗碳淬火齿轮有效硬化层深度(5.0mm以上),以延长耐磨时间,最终提高行走轮 ...
【技术保护点】
1.一种大渗层重载齿轮的热处理加工工艺,其特征在于,包括以下步骤:步骤一、将原材料按如下质量百分比组分配料C:0.10~0.19%、Cr:1.15~1.55%、Si:0.25~0.45%、Mn:0.35~0.70%、W:0.82~1.05%、Ni:3.85~4.20%、P:0~0.020%、S:0~0.018%,其余为Fe,对入炉原辅材料的浇注系统进行充分干燥、清洁,将选择的原材料进行真空脱气精炼;步骤二、将钢锭锻造成齿轮坯料,锻造比≥3;步骤三、对齿轮坯料进行机械粗加工后进行预先热处理工艺,所述预先热处理工艺包括正火工艺和二次回火工艺,所述正火工艺为将齿轮坯料加热至945~970℃保温5~10小时后风冷,所述二次回火工艺为将齿轮坯料加热660~690℃保温5.0~8.5小时进行第一次回火,然后炉冷至350℃以下再加热至低于第一次回火的温度进行第二次回火;步骤四、将预先热处理后的齿轮坯料加工至技术要求尺寸;步骤五、对步骤四获得的齿轮进行后续热处理,所述后续热处理包括渗碳前预处理、渗碳处理和渗碳后处理,所述渗碳前预处理是将齿轮加热至400~480℃保温0.8~1.2小时,所述渗碳处理为将 ...
【技术特征摘要】
1.一种大渗层重载齿轮的热处理加工工艺,其特征在于,包括以下步骤:步骤一、将原材料按如下质量百分比组分配料C:0.10~0.19%、Cr:1.15~1.55%、Si:0.25~0.45%、Mn:0.35~0.70%、W:0.82~1.05%、Ni:3.85~4.20%、P:0~0.020%、S:0~0.018%,其余为Fe,对入炉原辅材料的浇注系统进行充分干燥、清洁,将选择的原材料进行真空脱气精炼;步骤二、将钢锭锻造成齿轮坯料,锻造比≥3;步骤三、对齿轮坯料进行机械粗加工后进行预先热处理工艺,所述预先热处理工艺包括正火工艺和二次回火工艺,所述正火工艺为将齿轮坯料加热至945~970℃保温5~10小时后风冷,所述二次回火工艺为将齿轮坯料加热660~690℃保温5.0~8.5小时进行第一次回火,然后炉冷至350℃以下再加热至低于第一次回火的温度进行第二次回火;步骤四、将预先热处理后的齿轮坯料加工至技术要求尺寸;步骤五、对步骤四获得的齿轮进行后续热处理,所述后续热处理包括渗碳前预处理、渗碳处理和渗碳后处理,所述渗碳前预处理是将齿轮加热至400~480℃保温0.8~1.2小时,所述渗碳处理为将齿轮在915~945℃下渗碳保温175~232小时,然...
【专利技术属性】
技术研发人员:袁岳东,张欢,
申请(专利权)人:常熟天地煤机装备有限公司,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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