大直径重载齿轮渗碳淬火变形控制的简易方法技术

本发明专利技术涉及钢铁工件的渗碳淬火及变形控制的工艺技术领域，尤其是一种大直径重载齿轮渗碳淬火变形控制的简易方法。通过采用简单设备设施和简易操作条件下对钢铁工件渗碳淬火进行有效的变形控制，达到期望效果并提高产品质量；该工艺包括以下步骤：钢铁工件正火→钢铁工件Ａ向摆放渗碳→钢铁工件Ｂ向摆放正火→钢铁工件Ｂ向摆放静油淬火→回火。本发明专利技术的意义在于突破了必须采用复杂设备与复杂工艺操作才能控制大直径复杂结构重载齿平面齿轮的渗碳淬火变形，同时为控制大直径复杂结构重载齿平面齿轮的渗碳淬火变形开辟了一条简单实用的途径。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钢铁工件的渗碳淬火及变形控制的工艺
，尤其是一种大直 径重载齿轮渗碳淬火变形控制的简易方法。
技术介绍
大功率齿轮的高速与重载、特别是大直径辐板结构渗碳淬火生产的批量化对制 造精度提出更高的要求。一般为控制变形，常采用淬火压床、热油淬火或等温淬火等方 法。然而，配置淬火压床需有一定的设备成本和设备制作周期，且由于结构的限制和通 用性有限，难以适用于多种尺寸规格和不同结构的产品；热油淬火或等温淬火也有一定 的设备要求及相应的工艺操作方法。长期生产实践表明，在未使淬火压床、热油淬火或 等温淬火等方法或未改进操作方法的情况下，采用简单的渗碳设备进行渗碳淬火，会导 致工件的渗碳淬火变形量(特别如公法线变形量)较大，致使产生很高的废品率。
技术实现思路
为了克服现有工件的渗碳淬火变形量较大、导致废品率高的不足，本专利技术提供 了一种。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种大直径重载齿轮渗碳淬火变 形控制的简易方法，通过采用简单设备设施和简易操作条件下对钢铁工件渗碳淬火进行 有效的变形控制，达到期望效果并提高产品质量；所述简单设备设施是指普通的井式渗 碳炉和淬火槽；所述简易操作条件是指常规操作方式，不需施加特殊技术；该工艺包括 以下步骤钢铁工件正火一钢铁工件A向摆放渗碳一钢铁工件B向摆放正火一钢铁工件B 向摆放静油淬火一回火。根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括所述淬火的温度为780°C 880°C。根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括所述钢铁工件的材质包括含有一种或 多种合金元素的各种渗碳钢。根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括所述钢铁工件具有大直径复杂结构的 齿轮结构特征。根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括以所述钢铁工件同侧的钢印为标志， 有钢印面为A面，无钢印面为B面，渗碳时，工件A向摆放，其后的正火及淬火工序均 为B向摆放。本专利技术的有益效果是，本专利技术的意义在于突破了必须采用复杂设备与复杂工艺 操作才能控制大直径复杂结构重载齿平面齿轮的渗碳淬火变形，同时为控制大直径复杂 结构重载齿平面齿轮的渗碳淬火变形开辟了一条简单实用的途径。与现有技术相比，本 专利技术的优点是1、操作简单在简单设备设施和简易操作条件下(不需要淬火压床、等温淬火等方法)，通过控制不同工序的工件摆放方向，即可达到较理想的控制变形效果，有效提 高产品的制做精度；2、效率高在正常操作工序过程中同时完成，无需额外的装夹或设备操作；3、设备条件简单只需要最基本的设备构成(普通的渗碳炉、淬火槽)，无需 采用淬火压床、热油淬火或等温淬火等方法，设备成本低廉；4、变形控制精度较高并且稳定，产品适用范围广。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是具有复杂结构的重载齿平面齿轮示意具体实施例方式现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅 以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。如图1是本专利技术的结构示意图，一种大直径重载齿轮渗碳淬火变形控制的简易 方法，通过采用简单设备设施和简易操作条件下对钢铁工件渗碳淬火进行有效的变形控 制，达到期望效果并提高产品质量；所述简单设备设施是指普通的井式渗碳炉和淬火 槽；所述简易操作条件是指常规操作方式，不需施加特殊技术。该工艺包括以下步骤钢铁工件正火一钢铁工件A向摆放渗碳一钢铁工件B向摆放正火一钢铁工件B 向摆放静油淬火一回火。所述钢铁工件的材质包括含有一种或多种合金元素的各种渗碳钢。所述钢铁工件具有大直径复杂结构的齿轮结构特征。以所述钢铁工件同侧的钢印为标志，有钢印面为A面，无钢印面为B面，渗碳 时，工件A向摆放，其后的正火及淬火工序均为B向摆放。正火，又称常化，是将工件加热至Ac3或Accm以上30 50°C，保温1 2个 小时后，从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。正火与退火 的不同点是正火冷却速度比退火冷却速度稍快，因而正火组织要比退火组织更细一些， 其机械性能也有所提高。另外，正火炉外冷却不占用设备，生产率较高，因此生产中尽 可能采用正火来代替退火。退火，将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却(通 常是缓慢冷却，有时是控制冷却)的一种金属热处理工艺。目的是使经过铸造、锻轧、 焊接或切削加工的材料或工件软化，改善塑性和韧性，使化学成分均勻化，去除残余应 力，或得到预期的物理性能。退火工艺随目的之不同而有多种，如重结晶退火、等温退 火、均勻化退火、球化退火、去除应力退火、再结晶退火，以及稳定化退火、磁场退火等等。退火的一个最主要工艺参数是最高加热温度(退火温度)，大多数合金的退火 加热温度的选择是以该合金系的相图为基础的，如碳素钢以铁碳平衡图为基础。各种钢 (包括碳素钢及合金钢)的退火温度，视具体退火目的的不同而在各该钢种的Ac3以上、 Acl以上或以下的某一温度。各种非铁合金的退火温度则在各该合金的固相线温度以下、固溶度线温度以上或以下的某一温度。回火，又称配火，金属热处理工艺的一种。将经过淬火的工件重新加热到低于 下临界温度的适当温度，所述适当温度为150°C 250°C，保温1 2个小时后在空气或 水、油等介质中冷却的金属热处理。或将淬火后的合金工件加热到适当温度，保温若干 时间，然后缓慢或快速冷却。一般用以减低或消除淬火钢件中的内应力，或降低其硬 度和强度，以提高其延性或韧性。根据不同的要求可采用低温回火、中温回火或高温回 火。通常随着回火温度的升高，硬度和强度降低，延性或韧性逐渐增高。工件渗碳淬火工艺为正火一渗碳一回火一淬火+低温回火。使用专用吊具， 工件平放，各加热过程均在井式渗碳炉中进行。由于工件各热处理工序中温度与材质的 熔点之比均大于0.5，因此蠕变引起的工件变形不可忽视。这种变形的特征为工件的周 边在加热过程中相对于中心部位下垂。蠕变使工件在直径方向上产生缩短，齿面形成锥度，造成局部公法线变小，数 次加热后若发生同向蠕变，这种变形程度就更大；若工件蠕变后淬火，则蠕变量与变形 量叠加。而在圆盘状工件淬火时，由于不同的主导应力使平面产生了凸或凹的变形趋 向，故而对淬火变形具有一定的“导向”作用，使某些方向的凸(凹)变形更加剧烈。由于工件在渗碳一正火一淬火的加热过程中均服从上述蠕变规律，且三者温度 和时间均呈递减趋势。根据上述分析可知，工件在炉中摆放方式与变形有较大关系，因 此为保证工件的摆放位置，采用了如下方法以工件同侧的钢印为标志，有钢印面为A 面，无钢印面为B面。渗碳时，工件A向摆放，其后的正火及淬火工序均为B向摆放。 该方法经长期实践证实取得了理想的控制渗碳淬火变形效果。以下结合实例说明实施例以20CrMnTi制作的钢制零件零件名称齿轮a、b材质20CrMnTi技术要求渗碳层深21.5mm齿面硬度HRC55-60淬深处硬度550HV1齿轮主要尺寸(表1)表1齿轮主要尺寸权利要求1. 一种，其特征是，通过采用简单设 备设施和简易操作条件下对钢铁工件渗碳淬火进行有效的变形控制，达到期望效果并提 高产品质量；所述简单设备设施是指普通的井式渗碳炉和淬火槽；所述简易操作条件是 指常规操作方式，不需施加特殊技术；该工艺包括以下步骤钢铁工件正火一钢铁工件A向摆放渗碳一钢铁工件B向摆放正本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大直径重载齿轮渗碳淬火变形控制的简易方法，其特征是，通过采用简单设备设施和简易操作条件下对钢铁工件渗碳淬火进行有效的变形控制，达到期望效果并提高产品质量；所述简单设备设施是指普通的井式渗碳炉和淬火槽；所述简易操作条件是指常规操作方式，不需施加特殊技术；该工艺包括以下步骤：钢铁工件正火→钢铁工件Ａ向摆放渗碳→钢铁工件Ｂ向摆放正火→钢铁工件Ｂ向摆放静油淬火→回火。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：潘晓松，
申请(专利权)人：南车戚墅堰机车有限公司，
类型：发明
国别省市：32