CN102912106A - 一种中碳钢发动机齿轮的高频淬火工艺 - Google Patents

一种中碳钢发动机齿轮的高频淬火工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种中碳钢发动机齿轮的高频淬火工艺。该工艺按以下工序：预加热→淬火前自然冷却→急速加热→喷水淬火→淬火后自然冷却五个步骤实施；使齿轮的高频淬硬区域沿齿根部形成仿形形状。本发明的高频淬火工艺在轮齿淬火区域沿齿根形成仿形区域，即齿根中心与齿根圆交点处保持了基体调质硬度HRC28-32，使齿轮的齿根保持了足够的根部韧性及强度，沿齿廓淬火保证一定的深度和硬度，使齿轮表面具有足够的耐磨性。

Description

一种中碳钢发动机齿轮的高频淬火工艺
技术领域
本发明涉及一种中碳钢发动机齿轮的高频淬火工艺，属于齿轮热处理加工技术领域。
背景技术
现有发动机齿轮大多采用的材料是20CrMnTi或中碳合金钢，材料成本高，热处理成本高。为了降低齿轮制造成本，欲将中碳钢运用于齿轮生产中，中碳钢的齿面硬化处理需要进行高频淬火，目前高频淬火后的轮齿在强度、齿根韧性、寿命上均存在很大的局限性。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种中碳钢发动机齿轮的高频淬火工艺，提高中碳钢发动机齿轮高频处理后的强度和齿根韧性，以满足发动机稳定工作的需要，克服现有技术的不足。
本发明的技术方案： 
一种中碳钢发动机齿轮的高频淬火工艺，该工艺按以下工序：预加热→淬火前自然冷却→急速加热→喷水淬火→淬火后自然冷却五个步骤实施；使齿轮的高频淬硬区域沿齿根部形成仿形形状。
前述中碳钢发动机齿轮的高频淬火工艺中，所述预加热和急速加热是将齿轮放在高频淬火感应圈内进行加热。
前述中碳钢发动机齿轮的高频淬火工艺中，所述预加热时，高频淬火感应圈的频率为200Hz，功率为150～250KW，将齿轮齿部温度由常温加热至500～600℃。
前述中碳钢发动机齿轮的高频淬火工艺中，所述淬火前自然冷却是预加热停止后，在自然环境下使齿轮齿部温度由500～600℃ 自然降至200～300℃。
前述中碳钢发动机齿轮的高频淬火工艺中，所述急速加热是保持高频淬火感应圈200Hz的频率，迅速调高高频淬火感应圈的功率至600～800KW，在时间不大于1s的时间内使齿轮齿部温度由200～300℃急速升温至950℃～1000℃。
前述中碳钢发动机齿轮的高频淬火工艺中，所述喷水淬火是在急速加热停止的同时，向齿轮齿部喷水冷却，使齿轮齿部温度由950℃～1000℃急速降温至200～300℃后停止喷水。
前述中碳钢发动机齿轮的高频淬火工艺中，所述淬火后自然冷却是在喷水淬火停止后，在自然环境下使齿轮齿部温度由200～300℃自然降至常温。
与现有技术相比，本发明的高频淬火工艺在轮齿淬火区域沿齿根形成仿形区域，即齿根中心与齿根圆交点处保持了基体调质硬度HRC28-32，使齿轮的齿根保持了足够的根部韧性及强度，沿齿廓淬火保证一定的深度和硬度，使齿轮表面具有足够的耐磨性。
附图说明
图1是本发明工艺略图；
图2是本发明淬硬区域示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的任何限制。
实施例。一种中碳钢发动机齿轮的高频淬火工艺，如图1所示包括如下工序：预加热→淬火前自然冷却→急速加热→喷水淬火→淬火后自然冷却五个步骤实施；使齿轮的高频淬硬区域沿齿根部形成仿形形状。所述预加热和急速加热是将齿轮放在高频淬火感应圈内进行加热。预加热时，高频淬火感应圈的频率为200Hz，功率为150～250KW，将齿轮齿部温度由常温加热至500～600℃。淬火前自然冷却是预加热停止后，在自然环境下使齿轮齿部温度由500～600℃ 自然降至200～300℃。急速加热是保持高频淬火感应圈200Hz的频率，迅速调高高频淬火感应圈的功率至600～800KW，在时间不大于1s的时间内使齿轮齿部温度由200～300℃急速升温至950℃～1000℃。喷水淬火是在急速加热停止的同时，向齿轮齿部喷水冷却，使齿轮齿部温度由950℃～1000℃急速降温至200～300℃后停止喷水。淬火后自然冷却是在喷水淬火停止后，在自然环境下使齿轮齿部温度由200～300℃自然降至常温。
图2是本发明淬硬区域示意图，由图2可见，本发明的轮齿淬火区域沿齿根形成了仿形区域，在齿根中心与齿根圆交点处（即图2中的A点）保持了中碳钢的调质硬度HRC28-32，使齿根圆处保持了足够的根部韧性及强度，保证了沿齿廓的淬火区域有一定的深度和硬度，使齿轮表面具有足够的耐磨性。

Claims (7)

1. 一种中碳钢发动机齿轮的高频淬火工艺，其特征在于：该工艺按以下工序：预加热→淬火前自然冷却→急速加热→喷水淬火→淬火后自然冷却五个步骤实施；使齿轮的高频淬硬区域沿齿根部形成仿形形状。
2.根据权利要求1所述中碳钢发动机齿轮的高频淬火工艺，其特征在于：所述预加热和急速加热是将齿轮放在高频淬火感应圈内进行加热。
3.根据权利要求2所述中碳钢发动机齿轮的高频淬火工艺，其特征在于：所述预加热时，高频淬火感应圈的频率为200Hz，功率为150～250KW，将齿轮齿部温度由常温加热至500～600℃。
4.根据权利要求3所述中碳钢发动机齿轮的高频淬火工艺，其特征在于：所述淬火前自然冷却是预加热停止后，在自然环境下使齿轮齿部温度由500～600℃ 自然降至200～300℃。
5.根据权利要求4所述中碳钢发动机齿轮的高频淬火工艺，其特征在于：所述急速加热是保持高频淬火感应圈200Hz的频率，迅速调高高频淬火感应圈的功率至600～800KW，在时间不大于1s的时间内使齿轮齿部温度由200～300℃急速升温至950℃～1000℃。
6.根据权利要求5所述中碳钢发动机齿轮的高频淬火工艺，其特征在于：所述喷水淬火是在急速加热停止的同时，向齿轮齿部喷水冷却，使齿轮齿部温度由950℃～1000℃急速降温至200～300℃后停止喷水。
7.根据权利要求6所述中碳钢发动机齿轮的高频淬火工艺，其特征在于：所述淬火后自然冷却是在喷水淬火停止后，在自然环境下使齿轮齿部温度由200～300℃自然降至常温。
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