[发明专利]合金钢齿轮的热处理方法

说明书

本发明提供一种合金钢齿轮的热处理方法，是将合金钢齿轮采用碳氮共渗在可气氛条件下进行热处理，包括碳氮共渗、淬火、回火工艺，其是将合金钢齿轮经清洗烘干后，置于可控气氛装置中按如下方法处理：1)排气加热升温2)强渗处理；3)扩散阶段，4）降温处理，5）均温处理，6）油淬处理，7）回火加热处理，8)最后空冷至室温，得产品。其是根据现有20CrMnTi齿轮表面热处理中的不足，提供一种安全适用、易于操作，可有效控制工件变形、提高其加工精度的碳氮共渗可控气氛热处理工艺方法。

技术领域

本发明涉及一种齿轮的热处理工艺方法，特别是一种合金钢齿轮的热处理方法。

背景技术

齿轮是变速箱传运机构中最关键的零部件之一，在传动过程中承受冲击载荷的作用， 而且在啮合传动过程中，齿面容易产生疲劳点蚀。 随着变速箱对传动平稳性、噪音等要求越 来越高，对齿轮的加工工艺，特别是热处理工艺也提出了更高的要求。低碳合金钢20CrMnTi 具有良好的切削加工性能，通过表面渗碳处理后可获得高的齿面硬度而心部又有足够的韧性和较高的抗弯曲疲劳强度。 20CrMnTi 材料的齿轮承载能力高而且使用寿命长。 但通过传 统的在井式气体渗碳炉进行渗碳热处理，齿轮不可避免地会产生变形。 而且渗碳处理虽然 可使齿轮表面获得高的碳浓度，在经过淬火和回火处理后，可提高表面硬度、耐磨性和抗疲 劳强度，但由于渗碳所需温度较高，奥氏体晶粒粗大，残余奥氏体较多，造成齿轮耐磨性降 低，变形较大。

发明内容

本发明是提供一种合金钢齿轮的热处理方法，其是根据现有 20CrMnTi 齿轮表面热处 理中的不足，提供一种安全适用、易于操作，可有效控制工件变形、提高其加工精度的碳氮 共渗可控气氛热处理工艺方法。

本发明的一种合金钢齿轮的热处理方法，是将合金钢齿轮采用碳氮共渗在可气氛条件下进行热处理，包括碳氮共渗、淬火、回火工艺，其是将合金钢齿轮经清洗烘干后，置于可控气氛装置中按如下方法处理 ：

1) 排气加热升温至 840-860℃， 恒温保持 40-50 min， 控制此期间装置中的碳势为0.95-1.05％ ；

2) 强渗处理，强渗时间 300min，控制此期间装置内碳势在 0.95-1.05％ ；

3) 扩散阶段，扩散时间 55-65min，控制此期间装置内碳势在 0.75-0.85% ；

4） 降温处理，降温至 810-830℃，控制此期间装置内碳势在 0.75-0.85% ；

5） 均温处理，均温时间 55-65min，控制此期间装置内碳势在 0.75-0.85% ；

6） 油淬处理，油淬温度为 100-120℃，控制此期间装置内碳势在 0.75-0.85% ；

7） 回火加热处理，回火加热至 160-180℃ , 保温时间 150-180min ；

8) 最后空冷至室温，得产品。

本发明所述的合金钢齿轮的热处理方法，所述可控气氛是由氮气、甲醇、氨气、丙烷配成的氮基气氛。

本发明所述碳氮共渗、淬火、回火工序都是在可控气氛炉中完成。

本发明所述的合金钢齿轮的热处理方法，其所述合金钢齿轮为低碳合金钢齿轮 ；特别是优选低碳合金钢 20CrMnTi 齿轮。

本发明所述空冷为空气中自然或风冷冷却。