一种获得高质量轿车转向器小齿轮的渗碳热处理方法技术

本发明专利技术提供了一种获得高质量轿车转向器小齿轮的渗碳热处理方法，包括渗碳前处理、渗碳处理、淬火处理和回火处理，具体为将转向器小齿轮清洗后，放入回火炉中预热60分钟，温度400℃，然后转入温度为800℃的渗碳多用炉内，降至580‑620℃，再将炉温升回至800℃，保温10分钟，碳势0.75％，之后将炉温升高至900℃，均温15分钟，碳势0.75％，最后进行渗碳，强渗200分钟，碳势1.1％，扩散渗40分钟，碳势0.90％，渗碳后将炉温降至820℃，碳势0.8％，保温30分钟，出炉淬火，淬火油温100℃，低速搅拌。本发明专利技术方法能够满足转向器小齿轮各个位置的硬度要求且变形量小，保证转向器小齿轮得到强度、强韧性及耐磨性，提高产品的综合力学性能和使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种获得高质量轿车转向器小齿轮的渗碳热处理方法
本专利技术涉及一种热处理方法，特别是涉及高质量轿车转向器小齿轮的渗碳热处理方法。
技术介绍
轿车转向系统对行车安全非常重要。电动转向系统(EPS)是轿车转向器发展的方向。从全球看，轿车EPS搭载已超过50％，我国乘用车使用EPS约占35％。小齿轮转向器具有结构紧凑，转向灵活，传动效率高等优点。其中小齿轮是小齿轮转向器中一个核心元件。转向盘操纵转向机构内小齿轮转动，小齿轮与齿条啮合，推动齿条左移或右移，带动转向轮摆动，从而改变轿车行驶或倒退方向。小齿轮由于精加工和使用特点，需对小齿轮进行渗碳表面处理，以获得符合实际生产要求的工艺产品。小齿轮零件的加工工序是：冷锻→正火+回火→车加工滚齿→渗碳淬火→精加工。滚齿后的小齿轮渗碳淬火要求少无变形，尤其是渗碳淬火后精加工齿形、齿向总体误差最大不超过0.027mm，小齿轮不同部位硬度均匀性要高。按照现行渗碳方法无法达到上述技术要求。因此，为获得高质量的轿车转向器小齿轮，有必要开发一种新的渗碳方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，针对轿车转向器小齿轮技术要求表面硬度高，心部硬度低，硬度均匀性高，变形量小的问题，提供一种轿车转向器小齿轮的渗碳热处理方法，以获得高质量的工艺产品。为实现本专利技术的目的，本专利技术采用的技术方案是：一种获得高质量轿车转向器小齿轮的渗碳热处理方法，包括以下步骤：一、渗碳前处理：根据轿车转向器小齿轮的技术要求选择合适工艺对转向器小齿轮进行渗碳前处理；二、渗碳处理：将转向器小齿轮清洗后，放入温度为400℃的回火炉中预热60分钟，然后转入温度为800℃的渗碳多用炉内，待炉温降低至580-620℃后，再将炉温逐渐升回至800℃，并保温10分钟，碳势0.75％，之后将炉温升高至900℃，均温15分钟，碳势0.75％，最后进行渗碳，所述渗碳包括强渗和扩散渗，其中，强渗时间200分钟，强渗碳势1.1％，然后转扩散渗，扩散渗时间40分钟，扩散渗碳势0.90％；三、淬火处理：将渗碳多用炉的炉温降至820℃，碳势0.8％，保温30分钟后出炉淬火，淬火油温100℃，低速搅拌，淬火时间30分钟；四、回火处理：对经渗碳淬火后的转向器小齿轮进行清洗后再进行低温回火。进一步的，所述步骤一中的渗碳前处理采用正火加回火工艺，其中正火温度920℃，正火时间90分钟，回火温度400℃，回火时间10分钟。进一步的，所述的步骤二中转向器小齿轮通过碳氢机清洗机进行清洗，其中，蒸气发生器温度95℃，浸泡室温度95℃，蒸气清洗5分钟，喷淋20分钟，浸泡10分钟，干燥15分钟。进一步的，所述步骤四中低温回火前通过碳氢清洗机对渗碳淬火后的转向器小齿轮进行清洗，其中，蒸气发生器温度95℃，浸泡室温度95℃，蒸气清洗8分钟，喷淋25分钟，浸泡15分钟，干燥15分钟。进一步的，所述淬火处理中低速搅拌的搅拌频率为10HZ。进一步的，所述步骤四的回火处理中回火温度180℃，回火时间120分钟。本专利技术的有益效果如下：1、本专利技术提供的渗碳淬火热处理方法能够保证转向器小齿轮达到表面硬度高、心部硬度低、硬度均匀性高、变形量小等技术要求，从而使得转向器小齿轮得到强度、强韧性及耐磨性的最佳配合，提高产品的综合力学性能和使用寿命。2、本专利技术在渗碳前进行正火加回火处理，能够确保渗碳组织晶粒细化，组织均匀性提高，保证在渗碳时组织不过分变化，确保了渗碳后变形小。3、本专利技术采用渗碳温度900℃，较传统渗碳温度低30℃，渗火加热温度820℃，淬火油温100℃，低速搅拌。这些步骤开拓了渗碳工艺新途径，由于低温加热渗碳，低温加热淬火，同时油温提高并施于低速搅拌，从而减小了渗碳与淬火环节的变形量。4、本专利技术渗碳前通过碳氢清洗机对齿轮工件表面进行清洗，可提高工件表面清洁度，清除表面杂质以浅层渗碳的影响，提高渗碳工件表面活力，加快表面吸附碳原子速度，保证渗层均匀性；回火前也通过碳氢清洗机对工件表面进行清洗，能确保工件表面质量，外观光亮、美观。附图说明图1为本专利技术的转向器小齿轮渗碳淬火及回火工艺曲线图；图2为本专利技术小齿轮硬度检测部位示意图；图3为本专利技术小齿轮表面金相组织图；图4为本专利技术小齿轮心部金相组织图。具体实施方式现有渗碳方法使得转向器小齿轮变形大、误差大且无法达到转向器小齿轮不同部位的硬度要求。所以本专利技术提出新的方案，为更加清楚的表示，下面结合附图对本专利技术做详细的说明。参见图1，一种获得高质量轿车转向器小齿轮的渗碳热处理方法，尤其是一种SCM420小齿轮渗碳热处理方法，包括以下步骤：步骤一、渗碳前处理：根据SCM420小齿轮的技术要求选择合适工艺对转向器小齿轮进行渗碳前处理，以改善锻造缺陷和加工性能并为渗碳做好组织准备。本实施例中渗碳前处理采用正火加回火工艺，其中正火温度为920℃，正火时间为90分钟，回火温度为400℃，回火时间为10分钟。本步骤采用了正火加回火工艺，并且根据材料为高淬透性的SCM420小齿轮及渗碳温度900℃的特性，采用了高于渗碳温20℃的正火温度920℃，正火后硬度73-75HRB,正火温度高于渗碳温度20℃，这给渗碳提供了一个稳定的金相组织和晶粒度，保证在渗碳时组织不过分变化，达到变形小的目的。正火后采用400℃的温度进行回火，确保了渗碳组织晶粒细化，组织均匀性提高，进一步确保了渗碳后变形小。步骤二、渗碳处理：将转向器小齿轮清洗后，放入温度为400℃的回火炉中预热60分钟，然后转入温度为800℃的渗碳多用炉内，待炉温自然降低至580-620℃后，再将炉温逐渐升回至800℃，并保温10分钟，碳势0.75％，之后将炉温升高至900℃，均温15分钟，碳势0.75％，最后进行渗碳，所述渗碳包括强渗和扩散渗，其中，强渗时间200分钟，强渗碳势1.1％，然后转扩散渗，扩散渗时间40分钟，扩散渗碳势0.90％。本实施例渗碳过程包括强渗和扩散两个阶段，强渗阶段，在渗碳温度下，材料组织在已完全奥氏体化状态下，工件表面吸附大量活性碳原子，继尔向深部扩散；扩散阶段，这是渗碳最重要的一个过程，降低温度，降低碳势，让碳原子均匀扩散，为后续淬火做好准备。扩散渗采用较低的碳势，为了使工件从外至内有一个合理的碳浓度梯度，从而提升表面硬度，减少残余奥氏体以及达到强韧最佳配合。本实施例中转向器小齿轮渗碳前通过碳氢机清洗机进行清洗，其中，蒸气发生器温度95℃，浸泡室温度95℃，蒸气清洗5分钟，喷淋20分钟，浸泡10分钟，干燥15分钟。采用碳氢清洗机能够保证在真空状态下进行全面清洗，清洗后可提高工件表面清洁度，清除表面杂质以浅层渗碳的影响，提高渗碳工件表面活力，加快表面吸附碳原子速度，保证渗层均匀性。步骤三、淬火处理：将渗碳多用炉的炉温降至820℃，碳势0.8％，保温30分钟后出炉淬火，淬火油温100℃，低速搅拌，淬火时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种获得高质量轿车转向器小齿轮的渗碳热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：/n一、渗碳前处理：根据轿车转向器小齿轮的技术要求选择合适工艺对转向器小齿轮进行渗碳前处理；/n二、渗碳处理：将转向器小齿轮清洗后，放入温度为400℃的回火炉中预热60分钟，然后转入温度为800℃的渗碳多用炉内，待炉温降低至580-620℃后，再将炉温逐渐升回至800℃，并保温10分钟，碳势0.75％，之后将炉温升高至900℃，均温15分钟，碳势0.75％，最后进行渗碳，所述渗碳包括强渗和扩散渗，其中，强渗时间200分钟，强渗碳势1.1％，然后转扩散渗，扩散渗时间40分钟，扩散渗碳势0.90％；/n三、淬火处理：将渗碳多用炉的炉温降至820℃，碳势0.8％，保温30分钟后出炉淬火，淬火油温100℃，低速搅拌，淬火时间30分钟；/n四、回火处理：对经渗碳淬火后的转向器小齿轮进行清洗后再进行低温回火。/n

【技术特征摘要】
1.一种获得高质量轿车转向器小齿轮的渗碳热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
一、渗碳前处理：根据轿车转向器小齿轮的技术要求选择合适工艺对转向器小齿轮进行渗碳前处理；
二、渗碳处理：将转向器小齿轮清洗后，放入温度为400℃的回火炉中预热60分钟，然后转入温度为800℃的渗碳多用炉内，待炉温降低至580-620℃后，再将炉温逐渐升回至800℃，并保温10分钟，碳势0.75％，之后将炉温升高至900℃，均温15分钟，碳势0.75％，最后进行渗碳，所述渗碳包括强渗和扩散渗，其中，强渗时间200分钟，强渗碳势1.1％，然后转扩散渗，扩散渗时间40分钟，扩散渗碳势0.90％；
三、淬火处理：将渗碳多用炉的炉温降至820℃，碳势0.8％，保温30分钟后出炉淬火，淬火油温100℃，低速搅拌，淬火时间30分钟；
四、回火处理：对经渗碳淬火后的转向器小齿轮进行清洗后再进行低温回火。


2.根据权利要求1所述的一种获得高质量轿车转向器小齿轮的渗碳热处理方法，其特征在于，所述步骤一中的渗碳前处理采用正火加回火工...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡大维，张雪梅，叶建林，胡敬华，
申请(专利权)人：厦门真冈热处理有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35