本发明专利技术涉及一种批量生产的齿轮锻造毛坯的热处理工艺与一条相应的热处理生产线。本发明专利技术免除了对齿轮毛坯的整体重结晶加热，不论是采用本发明专利技术的锻造余热等温退火工艺或是毛坯冷却后实施的等温退火都能使齿坯稳定地获得具有优越切削性能的金相组织和预期的硬度值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的齿轮毛坯等温退火工艺与等温退火生产线属于热处理工艺与热处 理设备领域。
技术介绍
现有的技术中，批量生产的齿轮毛坯的热处理主要有三种，即正火(图1)、正火+ 回火(图2)和等温正火(图3)，在上述工艺中工件均被整体加热到Ac3点以上，然后进行 不同方式的冷却。齿轮毛坯的热处理又称预先热处理，它的作用是消除锻造应力，细化组织 和获得适应的硬度，以利于机械加工。由于齿轮的轮辅和内孔一般采用车削和拉削加工，这 种机加工方式对金相组织的要求并不高，而齿圈部位需采用滚齿和插齿加工，这种断续切 削方式对金相组织和硬度有着较高的要求。从获得最佳的切削性能的经济合理的工艺角度 出发，齿轮的轮辐和齿圈的热处理允许存在差异，这就是本专利技术的动机。现有技术中的齿坯 整体加热工艺并不利于使齿圈准确稳定地获得具有优越切削性能的金相组织。
技术实现思路
针对现有技术中不足之处，本专利技术设计了依据钢铁材料等温转变曲线(TTT曲)制 定的等温退火工艺，该专利技术的特点之一是只对齿圈部位进行重结晶加热(Ac3+50-8(TC )并 接续进行等温退火，该专利技术的特点之二是采用感应加热对齿圈部位进行穿透加热。其热处 理工艺曲线如图4、图5所示，图4为齿轮毛坯锻造余热等温退火工艺曲线示意图，图5为 锻件冷却后再进行的等温退火工艺曲线示意图。本专利技术的齿坯等温退火生产线构成示意图如图6所示，图中1为送料机，2为网带 式均热炉，3为中频加热炉，4为网带式退火炉。本专利技术与现有技术的明显区别有两点，其一 为无高温炉(800-950°C)，两台网带炉均为低温炉，最高设计温度为700°C ；其二为引入感 应加热装置。实际应用证明了该专利技术的如下优点1、无论是利用锻造余热的等温退火工艺(图4)或锻件冷却后再进行的等温退火 工艺(图5)都确保了轮辐部位的硬度要求(HB187-207)。2、该专利技术预先将齿坯整体加热至等温退火所需的珠光体等温转变温度，然后仅对 齿圈部位进行感应加热的明显好处是确保奥氏体化状态一致性，以及从奥氏体化温度降温 到珠光体转变温度的一致性，同时由于采用了单件操作的感应加热技术，这就为精确寻求 最佳金相组织创造了有利条件，而现有技术中在网带炉中进行整体加热，整体冷却则很难 精确控制齿坯的热处理过程。3、该专利技术的在节能上有明显的优势，首先该工艺免除了工件整体的高温加热 (800-9500C )这将使炉膛温度降至650-680°C，这将极大减少了炉壁的热损失，也延长了炉 龄，而齿圈的感应加热也只是有10-20秒，晶体管感应加热电源的效率可高达95%，该专利技术 与现有工艺相比节能效果是显著的。 该专利技术将工艺与设备融为一体，从而有利于该专利技术的产业化进程。附图说明附图1正火工艺曲线示意图附图2正火+回火工艺曲线示意图附图3等温正火工艺曲线示意图附图4锻造余热等温退火工艺曲线示意图附图5等温退火工艺曲线示意图附图6等温退火生产线构成示意图具体实施例方式以下结合附图4与附图6对本专利技术的具体实施做详细说明。附图4为本专利技术的锻造预热等温退火工艺曲线示意图，按此工艺要求，齿轮毛坯 自模锻锤出模后可用传送带将毛坯送入图6中的网带式均热炉，均热温度根据锻坯钢种的 TTT曲线选取，均温后毛坯自动落至中频加热炉工作区，此时毛坯由人工或自动装料机装入 中频感应器内，中频加热程序启动，加热至预定奥氏体化温度后停止加热，齿轮毛坯由人工 或自动卸料机送入网带式退火炉进行等温退火，等温退火的时间由金相组织判定并据此调 整工艺参数以保证退火的毛坯硬度符合HB187-207的要求，应用本专利技术对20CrMnTi钢坯、 42CrMo钢坯、30Cr2MoV钢齿轮坯进行热处理，均达到预定的硬度要求，而且每件齿坯的硬度 差值< 5HB，并满足各项切削性能要求。本专利技术的实例说明该工艺为热处理工艺的数值化模拟控制创造了有利条件，同时 该专利技术也缩短了齿轮毛坯的热处理周期。权利要求一项批量生产的齿轮毛坯等温退火工艺，其热处理工艺曲线示意图见图(4)、图(5)，其技术特征在于去除了齿轮毛坯的整体重结晶加热，只对齿圈部位采用感应穿透加热方式实施局部奥氏体化处理。2.一种用于批量生产的齿轮毛坯等温退火生产线，其主要构成示意图见附图(6)，其 设备构成特征在于设计了中频加热炉工作区并对齿圈部位实行奥氏体化加热，齿轮毛坯热 处理过程如图(4)、图(5)所示。全文摘要本专利技术涉及一种批量生产的齿轮锻造毛坯的热处理工艺与一条相应的热处理生产线。本专利技术免除了对齿轮毛坯的整体重结晶加热，不论是采用本专利技术的锻造余热等温退火工艺或是毛坯冷却后实施的等温退火都能使齿坯稳定地获得具有优越切削性能的金相组织和预期的硬度值。文档编号C21D1/26GK101886163SQ20091006882公开日2010年11月17日 申请日期2009年5月13日 优先权日2009年5月13日专利技术者张元增 申请人:天津市天瑞硬化工程有限公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
一项批量生产的齿轮毛坯等温退火工艺，其热处理工艺曲线示意图见图（４）、图（５），其技术特征在于去除了齿轮毛坯的整体重结晶加热，只对齿圈部位采用感应穿透加热方式实施局部奥氏体化处理。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张元增，
申请(专利权)人：天津市天瑞硬化工程有限公司，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]
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