[发明专利]一种20CrMnMoA钢锥齿轮轴的热处理工艺

说明书

本发明提供一种20CrMnMoA钢锥齿轮轴的热处理工艺，锥齿轮轴化学元素成分及其质量百分含量为C：0.17％～0.23％，Si：0.17％～0.37％，Mn：0.8％～1.3％，Cr：1.0％～1.3％，Ti：0.04％～0.12％，Mo：0.20％～0.30％，Ni<0.03％，Cu<0.03％，P<0.035％，S<0.035％，所述余量为铁，通过防渗碳处理、渗碳、保温、两级淬火、正火处理、回火处理后经过机械加工制得一种高强度、高冲击韧性、高拉伸性能的20CrMnMoA钢锥齿轮轴。

技术领域

本发明涉及机械部件的加工技术领域，特别涉及一种20CrMnMoA钢锥齿轮轴的热处理工艺。

背景技术

近年来随着国民经济的发展，轴类、锥齿轮轴类零件的需求越来越多，其寿命和承载能力直接影响着机械生产厂家的经济效益，提高轴类、锥齿轮轴类零件的承载能力和使用寿命在机械行业越来越重要。常用的锥齿轮轴、轴和渗碳件需经过锻造、切削后，再进行正火、渗碳淬火和低温回火等工艺热处理,得到了浅表层为坚硬的渗碳层、心部为具有良好综合力学性能的组织，结构组织中含有马氏体、残余奥氏体以及块状碳化物等，这些组织以及淬火产生的残余应力对轴和渗碳件的力学性能如硬度、扭转强度等有着决定作用。

20CrMnMoA钢比20CrMnTi钢的强度、淬透性高，但冲击韧性略低。主要用作渗碳钢，渗碳后可降温直接淬火，弯曲强度较高、耐磨性能好。可在淬火低温回火或调质后使用，切削加工性中等。用于制造拖拉机行业中截面较大的重负荷渗碳件及受力较大的齿轮轴、齿轮轴轴、蜗杆等。

锥齿轮轴需要在循环载荷、冲击载荷、很大接触应力和严重磨损的条件下工作的，因此要求表面硬而耐磨，心部强而韧，具有高的疲劳极限。因此，需要优化20CrMnMoA钢热处理工艺，制备出高强度、高冲击韧性、高拉伸性能的锥齿轮轴。

发明内容

本发明的目的在于提供一种20CrMnMoA钢锥齿轮轴的热处理工艺，旨在制备出高强度、高冲击韧性、高拉伸性能的锥齿轮轴。

本发明提供一种20CrMnMoA钢锥齿轮轴的热处理工艺，所述20CrMnMoA钢锥齿轮轴化学元素成分及其质量百分含量为：C：0.17％～0.23％，Si：0.17％～0.37％，Mn：0.8％～1.3％，Cr：1.0％～1.3％，Ti：0.04％～0.12％，Mo：0.20％～0.30％，Ni&lt;0.03％，Cu&lt;0.03％，P&lt;0.035％，S&lt;0.035％，所述余量为铁，所述热处理工艺包括以下步骤：

S1：渗碳：采用到温加热的方式，待气体渗碳炉加热到920-930℃，，将锥齿轮轴垂直叠放入炉中，排气，保温2.5h，保温时滴煤油160-180滴/分钟，渗层达到要求后降温到830±10℃；

S2：保温：保温均热2h；

S3：两级淬火：在820-850℃之间的温度下向将锥齿轮轴垂直浸入氯化钙溶液中，将锥齿轮轴急速降温至210-240℃后，将锥齿轮轴升温至700-750℃，保温1h，再将锥齿轮轴浸入液氮中淬火至-20℃-0℃；

S4：清洗干燥：对锥齿轮轴进行喷清洗液清洗，洗去锥齿轮轴表面的氯化钙溶液，再喷淋防锈液后干燥；

S5：正火处理；

S6：回火处理后经过机械加工制得成品锥齿轮轴。

作为本发明的进一步改进，步骤S3中氯化钙淬火时间为4-8s，液氮淬火时间为10-20s。

作为本发明的进一步改进，步骤S3中氯化钙淬火时间为6s，液氮淬火时间为15s。