冷精挤压齿轮坯的球化退火工艺制造技术

本发明专利技术在辊底式预抽真空保护气氛全电加热球化退火炉中完成，退火加热炉，出料推拉车，前室真空换气室及抽真空系统，电控及温控系统，液氮储罐，甲醇低温裂解机和碳热显示系统等组成。该生产线运行程序除了齿轮毛坯装箱，上料到备料台（液压升降台）吊装由人工完成外，齿轮毛坯的退火前抽真空充氮气，退火预热，升温加热，保温，快冷，等温，缓冷和快速冷却全部按工艺程序，可由编程序逻辑控制器（PLC）来控制自动完成。本发明专利技术降低生产成本、提高效率，确保产品在退火炉中无氧化、无脱碳，使产品质量优良稳定的冷挤压齿轮坯球化退火工艺。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种钢件的热处理方法，特别是适用于冷精挤压齿轮毛坯的无氧化、无脱碳球化退火工艺。
技术介绍
球化退火的主要目的是使铁素体基体上均匀分布着细小的球粒状碳化物，来降低金属的硬度，提高金属的塑性，从而降低金属的变形抗力，使金属坯料易于塑性变形。冷挤压成型的齿轮齿形，在成型之后不需再机械加工。所以，对齿轮毛坯的球化退火必须要保证不氧化不脱碳。用于冷挤压工件的球化退火工艺是将工件加热到Ac1+ (20 40) V保温后再等温冷却，从而获得低硬度，球化效果好均匀的珠光体+铁素体组织，以利于冷挤压时成型。目前的球化退火为防止氧化脱碳的发生，常常应用1、在退火炉内通入含碳原子高的保护气氛，但是保护气氛的成分调整相当困难，对操作工人技术要求高。此工艺不易 控制，稍有操作不当，易使工件表面产生增碳层，导致后续冷挤压成形工艺的困难，还对环境产生不同程度的污染。2、采用真空退火炉，利用抽真空至< 50Pa的高真空度，并在整过球化退火过程中保持该真空度达到防止氧化的目的，但确保证不了表面不脱碳，同时在真空下加热速度慢，且工艺时间长，浪费能源。3、采用预抽真空然后回充惰性气体再加热的方法，这样虽提高了加热速度，但仍不能保证工件表面不脱碳。上述三种方法的缺点是工艺周期长，成本高，生产率低，并有不同程度的环境污染，而且产品的质量也不够稳定，难以满足冷挤压成型坯料的技术要求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术不足之处，提供一种降低生产成本、提高效率，确保产品在退火炉中无氧化、无脱碳，使产品质量优良稳定的冷挤压齿轮坯球化退火工艺。本专利技术的技术方案是 冷精挤压齿轮坯的球化退火工艺，包括有以下步骤 a、装料，将冷挤压毛坯装入料箱并吊上液压升降台的辊棒上，料箱随辊棒由推拉车链轮拉到推拉车上，由控制器控制搬出、搬入操作；b、齿轮毛坯进入前真空换气室，由控制器控制真空泵对真空室抽真空，当真空达到133. 32Pa时，真空泵停机，自动充入高纯度氮气，当气压达到正常大气压时停止充氮气； C、齿轮毛坯料箱搬入退火加热炉，分别要经过预热区、升温区、保温区、快冷区、等温区、缓冷区，出炉随转水冷室过程，在加热炉内通入高纯氮，确保氮气纯度> 99. 99%，并通入适量的甲醇裂解气，确保炉内正压力为(I. 003 1.005) XlO5Pa; e、齿轮毛坯料箱被推拉车拉出炉门外时，退火炉炉门随之关闭，迅速将出炉的齿轮毛坯搬入清洗机水冷室，目的是使齿轮出炉温度< 200°C，这样可避免出炉后的氧化；f、齿轮毛坯料箱进入真空清洗机水冷室后，真空清洗机门密闭，由控制器控制单室双液，碱液、清水，实现先用碱液喷淋3分钟，然后用清水喷淋5分钟，再用真空泵真空干燥5分钟； g、打开真空清洗机门，快速出料，真空清洗机门关闭，等待下一料箱进入，避免了空气与工件接触而产生氧化，齿轮毛坯料箱到了推拉车上，由推拉车自动搬入液压升降台；上述动作周而复始的循环。本专利技术采用冷挤压齿轮坯的球化退火工艺，具体处理方法是在封闭的退火加热炉中按热处理工艺流程依次进行，其改进之处是将退火加热炉中充入高纯度氮气和甲醇裂解气，保证炉内压力在(I. 003 I. 005) X IO5Pa,退火加热炉内抽真空达133. 32Pa后再充入高纯氮气至大气压。炉内热处理工艺步骤和工艺参数依次为预热常温升至250°C ;升温250°C 升至 760 0C 780。。，3 4h ;快冷760 °C 780 °C 降至 680 °C 700。。，O. 5 O. 7h ;等温6800C 700。。，10 12h ;缓冷由等温温度降至400°C，4 5h，水冷 400°C降至200°C以下。·所述退火加热炉内的热处理工艺流程及抽真空充氮气均在电脑程序控制下连续进行，所述工件的快冷是采用充液氮。本专利技术在辊底式预抽真空保护气氛全电加热球化退火炉中完成，退火加热炉，出料推拉车，前室真空换气室及抽真空系统，电控及温控系统，液氮储罐，甲醇低温裂解机和碳热显示系统等组成。该生产线运行程序除了齿轮毛坯装箱，上料到备料台(液压升降台)吊装由人工完成外，齿轮毛坯的退火前抽真空充氮气，退火预热，升温加热，保温，快冷，等温，缓冷和快速冷却全部按工艺程序，可由编程序逻辑控制器(PLC)来控制自动完成。按原有的周期式退火炉的冷炉升温、热炉冷却的工艺操作方法，既浪费能源，又降低生产效率，使球化退火的质量达不到保证，特别是难以保证退火后的件无氧化无脱碳。采用本专利技术的齿轮毛坯球化退火工艺，在炉内前真空换气室充入高纯氮气和适量的甲醇裂解气进行保护，彻底去除了工件氧化脱碳的可能。由于加热炉密封性能好，既节约了能源，又提高了生产效率，而且齿轮毛坯球化退火工艺规范、合理，产品质量优良稳定，同炉不同位置零件以及同一零件不同位置处理硬度误差< 15HBW，金相组织为在铁素体基体上均匀分布细小的点球状碳化物化，利于后续冷成型，提高了冷挤模具的使用寿命。整条生产线采用了可编程序逻辑控制器(PLC)控制，既实现了自动化操作，又缩短了生产周期，减轻了工人劳动强度，达到了热处理厂房环保清洁的高要求目标。具体实施例方式冷精挤压齿轮坯的球化退火工艺，包括有以下步骤 a、装料，将冷挤压毛坯装入料箱并吊上液压升降台的辊棒上，料箱随辊棒由推拉车链轮拉到推拉车上，由控制器控制搬出、搬入操作； b、齿轮毛坯进入前真空换气室，由控制器控制真空泵对真空室抽真空，当真空达到133. 32Pa时，真空泵停机，自动充入高纯度氮气，当气压达到正常大气压时停止充氮气； C、齿轮毛坯料箱搬入退火加热炉，分别要经过预热区、升温区、保温区、快冷区、等温区、缓冷区，出炉随转水冷室过程，在加热炉内通入高纯氮，确保氮气纯度> 99. 99%，并通入适量的甲醇裂解气，确保炉内正压力为(I. 003 1.005) XlO5Pa; b、齿轮毛坯料箱被推拉车拉出炉门外时，退火炉炉门随之关闭，迅速将出炉的齿轮毛坯搬入清洗机水冷室，目的是使齿轮出炉温度< 200°C，这样可避免出炉后的氧化； e、齿轮毛坯料箱进入真空清洗机水冷室后，真空清洗机门密闭，由控制器控制单室双液，碱液、清水，实现先用碱液喷淋3分钟,然后用清水喷淋5分钟,再用真空泵真空干燥5分钟； f、打开真空清洗机门，快速出料，真空清洗机门关闭，等待下一料箱进入，避免了空气与工件接触而产生氧化，齿轮毛坯料箱到了推拉车上，由推拉车自动搬入液压升降台；上述动作周而复始的循环。上述实施例中，齿轮毛坯通过退火加热炉时的工艺步骤和工艺参数如 下表(例一至例三):权利要求1.冷精挤压齿轮坯的球化退火工艺，其特征在于，包括有以下步骤 a、装料，将冷挤压毛坯装入料箱并吊上液压升降台的辊棒上，料箱随辊棒由推拉车链轮拉到推拉车上，由控制器控制搬出、搬入操作； b、齿轮毛坯进入前真空换气室，由控制器控制真空泵对真空室抽真空，当真空达到·133. 32Pa时，真空泵停机，自动充入高纯度氮气，当气压达到正常大气压时停止充氮气； C、齿轮毛坯料箱搬入退火加热炉，分别要经过预热区、升温区、保温区、快冷区、等温区、缓冷区，出炉随转水冷室过程，在加热炉内通入高纯氮，确保氮气纯度> 9本文档来自技高网...

【技术保护点】
冷精挤压齿轮坯的球化退火工艺，其特征在于，包括有以下步骤：a、装料，将冷挤压毛坯装入料箱并吊上液压升降台的辊棒上，料箱随辊棒由推拉车链轮拉到推拉车上，由控制器控制搬出、搬入操作；b、齿轮毛坯进入前真空换气室，由控制器控制真空泵对真空室抽真空，当真空达到133.32Pa时，真空泵停机，自动充入高纯度氮气，当气压达到正常大气压时停止充氮气；c、齿轮毛坯料箱搬入退火加热炉，分别要经过预热区、升温区、保温区、快冷区、等温区、缓冷区，出炉随转水冷室过程，在加热炉内通入高纯氮，确保氮气纯度≥99.99%，并通入适量的甲醇裂解气，确保炉内正压力为（1.003～1.005）×105Pa;e、齿轮毛坯料箱被推拉车拉出炉门外时，退火炉炉门随之关闭，迅速将出炉的齿轮毛坯搬入清洗机水冷室，目的是使齿轮出炉温度≤200℃，这样可避免出炉后的氧化；f、齿轮毛坯料箱进入真空清洗机水冷室后，真空清洗机门密闭，由控制器控制单室双液，碱液、清水，实现先用碱液喷淋3分钟，然后用清水喷淋5分钟，再用真空泵真空干燥5分钟；g、打开真空清洗机门，快速出料，真空清洗机门关闭，等待下一料箱进入，避免了空气与工件接触而产生氧化，齿轮毛坯料箱到了推拉车上，由推拉车自动搬入液压升降台；上述动作周而复始的循环。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐尚宝，
申请(专利权)人：霍山汇能汽车零部件制造有限公司，
类型：发明
国别省市：