变速器齿轮制作方法技术

变速器齿轮制作方法是热锻制坯后，进行重结晶加热，冷却过程中控制冷却速度使之硬度符合布氏硬度ＨＢ１６５～２１０。此后进行齿坯的车削加工和滚齿，将开齿后的齿轮进行齿部的感应加热淬火、回火，使其硬度在洛氏硬度ＨＲＣ３０～４８范围内调节。转入机加工进行剃齿，最后进行气体渗氮。本发明专利技术实现了齿轮的高效率加工，通过基体的强韧化处理辅以韧性渗氮，使渗氮齿轮的强度超过了２０ＣｒＭｎＴｉ钢渗碳淬火的水平。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于齿轮的制作方法，特别涉及一种汽车、拖拉机。目前汽车、拖拉机变速器齿轮主要采用低碳合金钢渗碳淬火工艺来实现齿轮的强化，由此形成如附图说明图1所示的典型齿轮制造过程。这一工艺的缺点是在齿部精加工后再进行高温化学热处理(900℃以上)并实施在油中的淬火，因而变形较大。为了减小变形，尽管使用淬透性控制钢种(如20CrMnTiH等)和经改性的专用淬火油品，但热处理变形依然较大。如进行热后磨齿，不但使成本提高，而且有可能降低齿轮的承载能力。渗氮齿轮是一种变形极微小的表面强化齿轮，这对于减噪是有利的。但这种齿轮至今尚不具有合金钢渗碳淬火齿轮的强度，而且这类钢种难实现高效率的开齿加工，因此尽管其热处理变形量是令人满意的，但用于汽车、拖拉机变速器齿轮仍是不可行的。本专利技术的目的是提供一种，克服上述的缺点和不足。减小热处理变形从而提高齿轮啮合质量和降低噪声已成为变速器行业的首要任务，在日臻完善的现代渗碳淬火技术的基础上进一步减小热处理变形已经非常困难。本专利技术的目的是充分发挥渗氮齿轮变形微小的优势，以滚齿、剃齿为齿部粗、精加工手段，通过采用新型齿轮渗氮钢并实施新型的热处理技术将渗氮齿轮的承载能力提高到渗碳淬火齿轮的水平。本专利技术的目的是这样实现的为实现上述目的本专利技术解决了以下技术课题，即确定了Cr-Mn-Mo-V系渗氮齿轮钢种，给出了保证切削性能的锻坯热处理方法，微变形的齿部强韧化热处理以及可控气体渗氮制度，根据对齿轮强度和精度的不同要求给出制造流程图，见图2、图3所示。图2对7级精度齿轮锻造后，经予先热处理、控制冷却速度，再经齿坯加工，再经精滚齿，再经剃齿，再经齿部淬火，再经气体渗氮，最后珩齿。图3对6级精度齿轮锻造后，经予先热处理、控制冷却速度，再经齿坯加工，再经精滚齿，再经齿部调质，再经剃齿，最后再经气体渗氮。这项适用于汽车、拖拉机变速器的高强度渗氮齿轮制造技术涉及齿轮加工的各个关键环节，其内容表述如下原材料下料后热锻制坯，其后将冷坯或利用锻坯余热进行重结晶加热，在随后的冷却过程中通过控制冷却速度使之硬度符合布氏硬度HB165～210。此后进行齿坯的车削加工和滚齿，将开齿后的齿轮进行齿部的感应加热淬火、回火，使其硬度在洛氏硬度HRC30～48范围内调节。转入机加工车间，进行剃齿，然后进行气体渗氮。此时这种齿轮具有比20CrMnTi钢渗碳淬火齿轮更优异的承载能力且变形极微小。本专利技术的优点是本专利技术实现了齿轮的高效率切削加工，通过基体的强韧化处理辅以韧性渗氮，使渗氮齿轮的强度超过了20CrMnTi钢渗碳淬火的水平，其接触疲劳试验结果见下表齿轮接触疲劳试验结果 渗氮齿轮和渗碳淬火齿轮(20CrMnTi钢)齿根弯曲疲劳曲线见图6。图1是已有典型渗碳工艺齿轮制造过程框2是本专利技术对7级精度齿轮强度要的制造流程3是本专利技术对6级精度齿轮强度要的制造流程4是已有典型氮化工艺一般精度齿轮制造过程框5是已有典型氮化工艺较高精度齿轮制造过程框6是本专利技术渗氮齿轮和已有渗碳淬火齿轮(20CrMnTi钢)齿根弯曲疲劳曲线R-S-N曲线图A为本专利技术渗氮齿轮 B现有渗碳淬火齿轮有关这项专利技术的组成详述如下(1)材料传统的渗氮钢为含铝钢，如38CrMoAlA待，这种材料渗氮后表面硬度过高(HV1000～1200)，渗层脆性大，且机加工性能不理想。本专利技术确定的材料化学成分为C0.25～0.40％，Mn0.6～1.5％，Cr1.5～3.0％，Mo0.15～0.60％，V0.15～0.25％，O2≤30PPM。(2)锻造与予先热处理该钢种始锻温度大于1050℃，终锻温度应不低于900℃。热锻后的毛坯须进行重结晶加热(880～920℃)，在随后的冷却过程中控制冷却速度(9℃/分～36℃/分)使其获得布氏硬度HB165～210。毛坯的硬度过高或过低都将影响机加工性能。(3)调质处理传统的渗氮齿轮的调质工序安排在切齿前而且是对齿坯进行整体调质，见图4、图5对一般精度要求的齿轮由锻造经调质(正火)，再经滚齿，再经剃齿，最后渗氮。对精度要求高的齿轮由锻造，经正火或退火，再经粗车，再经调质，再经半精滚齿，再经去应力处理，再经精滚齿，再经剃齿，再经渗氮，最后再经珩齿。例如热处理手册第二版第二卷第一章齿轮的热处理(机械工业出版社，1994年11月)。本专利技术通过选用无淬透性要求的钢种于滚齿后进行齿部调质，调质硬度可在和氏硬度HRC30～48之间调节。这种中硬强度的基体与渗氮层形成十分有的结合。(4)气体渗氮目前齿轮的渗氮技术中，对是否允许有白亮层的存在及其渗氮层的厚度均有争论。本专利技术通过研究证实，白亮层的厚度≤0.005mm时对承载能力无有害影响，在表面硬度≤HV900的条件下，渗氮层的有效硬化层深度(即自表面至HV513的距离)不应小于0.15mm，渗氮后的齿轮无须进行喷丸处理。气体渗氮采用纯氨渗氮，也可采用氨加氢的渗氮，渗氮温度＜540℃。权利要求1.一种，其特征在于采用化学成分为C0.25～0.40％，Mn0.6～1.5％，Cr1.5～3.0％，Mo0.15～0.60％，V0.15～0.25％，O2≤30PPM，的钢；经锻造与予先热处理即将该钢种始锻温度大于1050℃，终锻温度就不低于900℃；热锻后的毛坯须进行重结晶加热(880～920℃)，在随后的冷却过程中控制冷却速度(9℃/分～36℃/分)使其获得布氏硬度HB165～210；再调质处理即由锻造，经正火或退火，再经粗车，再经调质，再经半精滚齿，再经去应力处理，再经精滚齿，再经剃齿，再经渗氮，最后再经珩齿；通过选用无淬透性要求的钢种于滚齿后进行齿部调质，调质硬度可在和氏硬度HRC30～48之间调节；后进行气体渗氮，在表面硬度≤HV900的条件下，渗氮层的有效硬化层深度(即自表面至HV513的距离)不应小于0.15mm。2.根据权利要求1所述的，其特征在于气体渗氮采用纯氨渗氮，渗氮温度＜540℃。3.根据权利要求1或2所述的，其特征在于气体渗氮也可采用氨加氢的渗氮，渗氮温度＜540℃。全文摘要是热锻制坯后,进行重结晶加热,冷却过程中控制冷却速度使之硬度符合布氏硬度HB165～210。此后进行齿坯的车削加工和滚齿,将开齿后的齿轮进行齿部的感应加热淬火、回火,使其硬度在洛氏硬度HRC30～48范围内调节。转入机加工进行剃齿,最后进行气体渗氮。本专利技术实现了齿轮的高效率加工,通过基体的强韧化处理辅以韧性渗氮,使渗氮齿轮的强度超过了20CrMnTi钢渗碳淬火的水平。文档编号B23P15/14GK1229018SQ98100699公开日1999年9月22日 申请日期1998年3月13日 优先权日1998年3月13日专利技术者张元增 申请人:张元增本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变速器齿轮制作方法，其特征在于：采用化学成分为Ｃ：０．２５～０．４０％，Ｍｎ：０．６～１．５％，Ｃｒ：１．５～３．０％，Ｍｏ：０．１５～０．６０％，Ｖ：０．１５～０．２５％，Ｏ２≤３０ＰＰＭ，的钢；经锻造与予 先热处理即将该钢种始锻温度大于１０５０℃，终锻温度就不低于９００℃；热锻后的毛坯须进行重结晶加热（８８０～９２０℃），在随后的冷却过程中控制冷却速度（９℃／分～３６℃／分）使其获得布氏硬度ＨＢ１６５～２１０；再调质处理即由锻造，经正火或退火，再经粗车，再经调质，再经半精滚齿，再经去应力处理，再经精滚齿，再经剃齿，再经渗氮，最后再经珩齿；通过选用无淬透性要求的钢种于滚齿后进行齿部调质，调质硬度可在和氏硬度ＨＲＣ３０～４８之间调节；后进行气体渗氮，在表面硬度≤ＨＶ９００的条件下，渗氮层的有效硬化层深度（即自表面至ＨＶ５１３的距离）不应小于０．１５ｍｍ。

【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：张元增，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]