[发明专利]重型机械零部件的渗碳工艺

说明书

所属技术领域

本发明涉及热处理工艺，且特别涉及一种重型机械零部件的渗碳工艺。

背景技术

重型机械零部件例如重载齿轮轴等的使用环境通常是较大的工作承载、较强的冲击力以及较高的安全性等，因此，重型机械零部件除应具有优良的耐磨性能以及较高的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度外，还应具有较高的抗冲击和抗过载能力。

为了达到上述性能要求，实际生产中，绝大部分重型机械零部件都采用渗碳工艺进行处理。但是，重型机械零部件经过现有的渗碳工艺渗碳处理之后，在后序磨削加工中经常出现磨削裂纹，导致重型机械零部件在使用中沿裂纹开裂或剥落，从而降低了重型机械零部件的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种重型机械零部件的渗碳工艺，以有效的防止磨削裂纹的产生，从而延长重型机械零部件的使用寿命。

本发明解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。

本发明提出一种重型机械零部件的渗碳工艺，其包括以下步骤。首先，对零部件进行渗碳步骤，渗碳温度为910～950℃。在渗碳步骤之后进行冷却步骤，先将零部件预冷至780～800℃，再将零部件出炉空冷。在冷却步骤之后对零部件进行高温回火步骤，高温回火温度为650～680℃。在高温回火步骤后对零部件进行淬火步骤。在淬火步骤之后对零部件进行低温回火步骤。

本发明的有益效果是，本发明的重型机械零部件的渗碳工艺在渗碳之后先将零部件冷却至780～800℃，此预冷温度较渗碳温度910～950℃下降较多，较低的预冷温度可有效减少零部件出炉时表层发生马氏体转变，以获得平衡组织从而降低表面拉应力。此外，本发明的重型机械零部件的渗碳工艺在渗碳冷却之后通过回火温度为650～680℃的高温回火步骤使零部件表面的层状珠光体充分球化获得粒状珠光体，因此，有效消除了层状珠光体的割裂作用，使零部件例如重载齿轮轴的齿面的脆断抗力提高，并可减少后续淬火开裂的趋势以及有效的防止磨削裂纹的产生。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明第一实施例的重型机械零部件的渗碳工艺的流程示意图。

图2是本发明第二实施例的重型机械零部件的渗碳工艺的流程示意图。

110、210：渗碳步骤      120、220：冷却步骤

130、230：高温回火步骤  140、240：淬火步骤

150：低温回火步骤       252：第一次低温回火

254：第二次低温回火

具体实施方式

图1是本发明第一实施例的重型机械零部件的渗碳工艺的流程示意图。重型机械零部件例如是重载齿轮轴。本实施例中，重载齿轮轴例如是20CrMnMo重载齿轮轴。20CrMnMo是一种高强度的渗碳钢，其主要成分组成为(按质量百分比计)：0.90～1.20%的锰(Mn)、1.10～1.40%的铬(Cr)、0.20～0.30%的钼(Mo)0.17～0.23%的碳(C)以及0.17～0.37%的硅(Si)。

在对零部件例如20CrMnMo重载齿轮轴进行渗碳工艺之前，需要进行零部件渗碳的前准备步骤。例如，根据设计需求依次进行锻造、锻后正火、粗车、调质、车外圆、两端面、顶尖孔、齿顶圆、滚齿以及表面清洁等，在此不予详述。此外，渗碳工艺完成之后还需要进行后处理步骤。例如，需要继续进行精车各外圆并修顶尖孔、磨外圆、精磨齿至成品以及铣键槽等后处理步骤。当然，根据实际制作零部件的不同，零部件渗碳的前准备步骤和后处理步骤也会有所不同，并不仅限于上述步骤。20CrMnMo重载齿轮轴的技术参数如下：模数M＝25mm，螺旋角β＝9.5°，齿数Z＝17，齿顶圆直径D＝480.91mm，齿轮轴总长L＝1685mm。以下将以20CrMnMo重载齿轮轴为例对重型机械零部件的渗碳工艺进行说明。

请参照图1，首先，对零部件例如20CrMnMo重载齿轮轴进行渗碳步骤110。渗碳步骤110可将零部件放置于渗碳炉中进行，渗碳温度为910～950℃，优选为930℃。本实施例中，可先将渗碳炉预热至650℃，再升温至渗碳温度进行渗碳，渗碳的保温时间可根据零部件的尺寸以及渗碳炉的装炉量来确定，在此并无特别限定。