CN101363077A - 冷精锻齿轮毛坯等温球化退火工艺 - Google Patents
冷精锻齿轮毛坯等温球化退火工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101363077A CN101363077A CNA2008101964969A CN200810196496A CN101363077A CN 101363077 A CN101363077 A CN 101363077A CN A2008101964969 A CNA2008101964969 A CN A2008101964969A CN 200810196496 A CN200810196496 A CN 200810196496A CN 101363077 A CN101363077 A CN 101363077A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cold
- isothermal
- gear blank
- precision forging
- vacuum air
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000137 annealing Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000005242 forging Methods 0.000 title claims abstract description 14
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 11
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 claims description 7
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 8
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 8
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 8
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 abstract description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 238000004321 preservation Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 abstract 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000010273 cold forging Methods 0.000 description 2
- 238000005262 decarbonization Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003064 anti-oxidating effect Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 235000015895 biscuits Nutrition 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 1
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
本发明公开一种冷精锻齿轮毛坯等温球化退火工艺，涉及金属热处理技术领域。该工艺在封闭的退火加热炉中按工艺流程依次进行，改进之处在于退火加热炉中充入高纯氮气和甲醇裂解气，加热炉前后分别设有前、后真空换气室，室内预抽真空后充入高纯氮气至大气压，主要工艺流程为：预热——升温——保温——快冷——等温——缓冷——水冷，均在计算机程序控制下连续进行。本发明用于冷精锻齿轮毛坯的等温球化退火，不仅生产成本低，生产效率高，而且确保产品无氧化无脱碳，质量优良稳定，完全达到产品技术要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢件的热处理方法，特别是适用于冷精锻齿轮毛坯的无氧化无脱碳等温球化退火工艺。
背景技术
球化退火的主要目的是：使钢铁材料的金相组织中碳化物球状化，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成形。冷精密锻造成形齿轮的齿形，在成形之后不再机械加工，所以对齿轮毛坯的球化退火必须是无氧化无脱碳。用于冷锻工件的球化退火的工艺是将工件加热到AC1+(20-40)℃保持后等温冷却，从而获得硬度低，球化效果好的均匀的珠光体+铁素体组织，以利于冷精锻塑性成形。目前的球化退火为防止氧化脱碳的发生，常常应用：
(1)在退火炉内通入高含碳原子的气氛，此工艺方法的控制难度大，且易形成增碳层，导致后续冷精锻成形工艺的困难并有不同程度的污染环境。
(2)采用真空退火炉，利用真空泵抽真空至≤50Pa的高真空度，并在整个球化退火过程中保持该真空度达到防止氧化的目的，但却不能保证表面不脱碳，同时在真空下加热速度太慢，延长工艺时间，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，这样提高了加热速度，但仍不能保证工件表面不脱碳。
这三种方法的缺点是：工艺周期长，成本高，生产效率低，有不同程度的环境污染，而且产品的质量不够稳定，难以满足冷精锻加工工艺成形坯料的技术要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足之处，提供一种生产成本低，效率高，确保无氧化无脱碳，产品质量优良稳定的冷精锻齿轮毛坯等温球化退火工艺。
本发明的技术方案是：冷精锻齿轮毛坯等温球化退火工艺，在封闭的退火加热炉中按热处理工艺流程依次进行，其改进之处是退火加热炉中充入高纯氮气和甲醇裂解气，保持压力为(1.002-1.006)×105Pa，退火加热炉前、后分别设有前真空换气室和后真空换气室，前、后真空换气室预抽真空达133.3Pa后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200℃；升温：200℃升至755℃-780℃，3-4h；保温：755℃-780℃，2.5-3.5h；快冷：755℃-780℃降至680℃-695℃，0.7-0.9h；等温：680℃-695℃，3-4h；缓冷：由等温温度降至350℃，3-4h；水冷：350℃降至200℃以下。
所述退火加热炉内的热处理工艺流程及前、后真空换气室的抽真空充氧气均在计算机程序控制下连续进行；所述工件快冷时采用冷却风管和风机，冷风进入风管，热风用于工件预热。
本发明在辊底式预抽真空保护气氛全电加热等温球化退火生产线上完成，生产线由进料台架，退火加热炉，出料台架，前后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，上料台吊装由人工完成外，齿轮毛坯的退火前后抽真空充氮气，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，由可编程序逻辑控制器(PLC)来控制自动完成。
原有的周期式退火炉的冷炉升温，热炉冷却的工艺方法，浪费能源，生产效率低，球化退火质量不稳定，特别是难以保证无氧化无脱碳。采用本发明的齿轮毛坯等温球化退火工艺由于前后有真空换气室，炉内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，由于加热炉是连续式炉，加之密封性能好，余热又能充分利用，所以节约能源可观，生产效率提高，而且齿轮毛坯球化退火工艺规范、合理，产品质量优良稳定，硬度散差≤15HBW，金相组织为球化效果好的均匀分布的铁素体+珠光体，利于后续冷成形，能提高冷锻模具的寿命。整条生产线采用了可编程序逻辑控制器(PLC)控制，实现了自动化操作，缩短了生产周期，减轻了工人的劳动强度，达到热处理厂房环保清洁的高要求目标。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明。
整个球化退火工艺分述如下：
1、装料，将冷精锻齿轮毛坯装入料箱并吊上进料台架的辊棒上，料箱随辊棒传动向前运行；
2、齿轮毛坯料箱进入前真空换气室，由PLC控制1#真空泵对真空室抽真空，当真空达到133.3Pa，真空泵停机，自动充入高纯氮气，当气压达到正常大气压时停止充氮气；
3、齿轮毛坯料箱进入退火加热炉，分别走完预热区，升温区，保温区，快冷区(设置了冷却风管和风机，冷风进入，热风回抽至预热区，供工件预热)，等温区，缓冷区，水冷室；
在加热炉内通入高纯氮(由液氮储罐供给，确保氮气的纯度≥99.99％)，并通入适量的甲醇裂解气，确保炉内正压为(1.002-1.006)×105Pa；
4、齿轮毛坯料箱进入水冷室实现快速冷却(水冷室采用环型水箱和一只循环风扇)，目的是使齿轮毛坯出炉温度≤200℃，这样避免了出炉后的轻微氧化；
5、齿轮毛坯料箱进入后真空室，室内充入高纯氮气至大气压，停留一定时间由PLC控制后真空室，打开后门，快速出料，后真空室门关闭后，预抽真空至133.3Pa，真空泵停，充入高纯氮气至大气压，等待下一盘料进入，这样避免了空气与工件接触；
6、齿轮毛坯料箱到了出料台架，由翻料机自动卸料；
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)：
Claims (3)
1、一种冷精锻齿轮毛坯等温球化退火工艺，在封闭的退火加热炉中按热处理工艺流程依次进行，其特征是退火加热炉中充入高纯氮气和甲醇裂解气，保持压力为(1.002-1.006)×105Pa，退火加热炉前、后分别设有前真空换气室和后真空换气室，前、后真空换气室预抽真空达133.3Pa后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200℃；升温：200℃升至755℃-780℃，3-4h；保温：755℃-780℃，2.5-3.5h；快冷：755℃-780℃降至680℃-695℃，0.7-0.9h；等温：680℃-695℃，3-4h；缓冷：由等温温度降至350℃，3-4h；水冷：350℃降至200℃以下。
2、按权利要求1所述的冷精锻齿轮毛坯等温球化退火工艺，其特征是退火加热炉内的热处理工艺流程及前、后真空换气室的抽真空充氮气均在计算机程序控制下连续进行。
3、按权利要求1所述的冷精锻齿轮毛坯等温球化退火工艺，其特征是工件快冷时采用冷却风管和风机，冷风进入风管，热风用于工件预热。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2008101964969A CN101363077A (zh) | 2008-09-10 | 2008-09-10 | 冷精锻齿轮毛坯等温球化退火工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2008101964969A CN101363077A (zh) | 2008-09-10 | 2008-09-10 | 冷精锻齿轮毛坯等温球化退火工艺 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101363077A true CN101363077A (zh) | 2009-02-11 |
Family
ID=40389679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNA2008101964969A Pending CN101363077A (zh) | 2008-09-10 | 2008-09-10 | 冷精锻齿轮毛坯等温球化退火工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101363077A (zh) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102500633A (zh) * | 2011-09-28 | 2012-06-20 | 中国兵器工业第五九研究所 | 一种带齿轮的杯形件成形方法 |
| CN102925637A (zh) * | 2012-10-19 | 2013-02-13 | 霍山汇能汽车零部件制造有限公司 | 冷精挤压齿轮坯的球化退火工艺 |
| CN104451048A (zh) * | 2014-10-23 | 2015-03-25 | 杭州嘉诺德金属冷拉有限公司 | 一种防开裂硼钢等温球化退火方法 |
| CN105274308A (zh) * | 2015-10-27 | 2016-01-27 | 江苏丰东热技术股份有限公司 | 汽车发动机凸轮真空等温球化退火工艺 |
| CN105420480A (zh) * | 2015-11-28 | 2016-03-23 | 重庆市首业机械制造有限公司 | 盆角齿退火工艺 |
| CN105441643A (zh) * | 2015-11-29 | 2016-03-30 | 郑臣钏 | 一种轴承退火工艺 |
| CN109371226A (zh) * | 2018-09-25 | 2019-02-22 | 杭州弹簧垫圈有限公司 | 一种自动化控制的弹簧垫圈的退火控制方法 |
| CN111349761A (zh) * | 2020-05-11 | 2020-06-30 | 南京红宝机械刀具有限公司 | 一种刀具高频热处理工艺 |
| CN113136482A (zh) * | 2020-01-19 | 2021-07-20 | 天津阿瑞斯工业炉有限公司 | 一种单真空辊底式保护气氛热处理设备及其工艺 |
| CN114178466A (zh) * | 2021-12-15 | 2022-03-15 | 江阴全华丰精锻有限公司 | 齿轮温锻工艺 |
-
2008
- 2008-09-10 CN CNA2008101964969A patent/CN101363077A/zh active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102500633A (zh) * | 2011-09-28 | 2012-06-20 | 中国兵器工业第五九研究所 | 一种带齿轮的杯形件成形方法 |
| CN102500633B (zh) * | 2011-09-28 | 2014-11-05 | 中国兵器工业第五九研究所 | 一种带齿轮的杯形件成形方法 |
| CN102925637A (zh) * | 2012-10-19 | 2013-02-13 | 霍山汇能汽车零部件制造有限公司 | 冷精挤压齿轮坯的球化退火工艺 |
| CN104451048A (zh) * | 2014-10-23 | 2015-03-25 | 杭州嘉诺德金属冷拉有限公司 | 一种防开裂硼钢等温球化退火方法 |
| CN105274308A (zh) * | 2015-10-27 | 2016-01-27 | 江苏丰东热技术股份有限公司 | 汽车发动机凸轮真空等温球化退火工艺 |
| CN105420480A (zh) * | 2015-11-28 | 2016-03-23 | 重庆市首业机械制造有限公司 | 盆角齿退火工艺 |
| CN105441643A (zh) * | 2015-11-29 | 2016-03-30 | 郑臣钏 | 一种轴承退火工艺 |
| CN109371226A (zh) * | 2018-09-25 | 2019-02-22 | 杭州弹簧垫圈有限公司 | 一种自动化控制的弹簧垫圈的退火控制方法 |
| CN113136482A (zh) * | 2020-01-19 | 2021-07-20 | 天津阿瑞斯工业炉有限公司 | 一种单真空辊底式保护气氛热处理设备及其工艺 |
| CN111349761A (zh) * | 2020-05-11 | 2020-06-30 | 南京红宝机械刀具有限公司 | 一种刀具高频热处理工艺 |
| CN111349761B (zh) * | 2020-05-11 | 2021-09-21 | 南京红宝机械刀具有限公司 | 一种刀具高频热处理工艺 |
| CN114178466A (zh) * | 2021-12-15 | 2022-03-15 | 江阴全华丰精锻有限公司 | 齿轮温锻工艺 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101363077A (zh) | 冷精锻齿轮毛坯等温球化退火工艺 | |
| CN101781699B (zh) | 一种金属零件热处理设备及热处理方法 | |
| CN202039130U (zh) | 大型多功能炉生产线 | |
| CN103602944A (zh) | 特大型多功能天然气节能零件热处理炉及其热处理工艺 | |
| CN101698929B (zh) | 增压气体氮碳共渗方法 | |
| CN103898280A (zh) | 一种可余热利用的辊棒式快冷炉 | |
| CN101787456A (zh) | 一种钒氮合金的生产方法 | |
| CN202177295U (zh) | 一种蒸汽氧化井式炉 | |
| CN102925637A (zh) | 冷精挤压齿轮坯的球化退火工艺 | |
| CN201593061U (zh) | 旋转连续推进式钢管热处理设备 | |
| CN209867919U (zh) | 一种节能型热成形钢类零件分步成形装备 | |
| CN203419976U (zh) | 氮化炉 | |
| CN203112868U (zh) | 一种可余热利用的辊棒式快冷炉 | |
| CN202011901U (zh) | 转底式可控气氛加热渗碳炉 | |
| CN101451180A (zh) | 转膛式等温淬火一体化装置 | |
| CN101333591A (zh) | 推杆式连续真空回火退火多用炉 | |
| CN201793653U (zh) | 一种井式保护气氛热处理电炉 | |
| CN101892366A (zh) | 辐射管加热无氧化辊底式炉低氧含量和低氮耗控制系统及方法 | |
| CN202509108U (zh) | 推杆式光亮退火炉 | |
| CN2797362Y (zh) | 管制小玻璃瓶联动退火装置 | |
| CN203768402U (zh) | 双层间歇式无氧化快速退火炉 | |
| CN206695600U (zh) | 一种智能加料熔炼炉 | |
| CN203559101U (zh) | 一种微波焙烧设备 | |
| CN203432323U (zh) | 一种用于温热成形生产的滑轨链动抽屉式加热炉 | |
| CN202401095U (zh) | 一种多功能热处理设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20090211 |