CN103436892A - 一种表面为合金钢的耐磨齿轮的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种表面为合金钢的耐磨齿轮的制备方法，在齿轮本体表面采用先渗金属、后渗碳的工艺获得一层厚度为0.4-0.6mm，其各合金元素的质量百分含量为锰2-5%、钼5-8%、铬2-5%、钛1-3%、钒0.5-2%和碳0.8-2.5%的耐磨合金层，本发明处理工艺先进，成本低，节约合金，表面硬度高，耐磨性能好，使用寿命长。

Description

一种表面为合金钢的耐磨齿轮的制备方法

技术领域

本发明涉及齿轮，具体是一种表面为合金钢的耐磨齿轮的制备方法。

背景技术

传统使用的齿轮一般由中碳钢和中碳合金钢材料制成，齿轮在长时间的工作过程中，对于齿面的硬度、耐磨性要求很高，这种齿轮的不足是表面硬度低、耐磨性能差、使用寿命短。

发明内容

本发明的目的在于提供一种表面为合金钢的耐磨齿轮的制备方法，处理工艺先进，成本低，节约合金，表面硬度高，耐磨性能好，使用寿命长。

实现本发明目的的技术方案是：

一种表面为合金钢的耐磨齿轮的制备方法，在齿轮本体表面采用先渗金属、后渗碳的工艺获得一层厚度为0.4-0.6mm，其各合金元素的质量百分含量为锰2-5%、钼5-8%、铬2-5%、钛1-3%、钒0.5-2%和碳0.8-2.5%的耐磨合金层，具体包括有如下步骤：

（1）浇注齿轮本体，将废钢、生铁、不锈钢，以及熔炼原料总质量2—3.5％熔炼添加剂加入到中频感应炉，所述熔炼添加剂是由氧化钠12-14份、氧化铝3.5-4.5份、氧化钾2-4份、碳酸钠6-8份、二氧化硅4-6份、氧化铁11-15份、二氧化钛,1.5-2.5份、无水硼砂5-10份配制而成，将熔炼原料预热至250℃-350℃后放入中频感应炉中，当温度达到1000℃-1200℃时由供气装置向感应炉内通入惰性气体，并调整其合金铸钢件原料的化学成分为：0.32％≤C≤0.40％，0.22％≤Cr≤0.35％，0.4≤Mn≤0.8％，0.15％≤Ni≤0.20％，0.5%≤Si≤1.2％，0.6％≤Mn≤1.5％，0.05％≤P≤0.12％，S≤0.14％，然后将钢液迅速浇入以确保在800-900℃左右温度下铸型浇注成齿轮本体；

（2）再经过机加工和热处理后的齿轮表面进行等离子锰、钼、铬、钛、钒和碳渗金属工艺，渗金属工艺为：利用阴极溅射法，阴极电压-700—-900V，将锰、钼、铬、钛、钒离子、原子及粒子团迁移吸附并扩散进入到齿轮内部形成合金层，保温结束后缓冷到室温；

（3）对合金层进行固体渗碳：将上述经渗金属的齿轮装入填充好的渗碳剂的容器中，密封置于950-1000℃的炉中，保温1-2小时后出炉油冷；

（4）将上述渗金属、渗碳的齿轮淬火，淬火温度：950-1200℃，保温3-8分钟，在箱式炉中回火，回火温度250-350℃，时间1h，回火2次。

（5）对齿轮表面高温磷化处理：在90-95℃的温度下进行，磷酸盐溶液的游离酸度于总酸度的比值为1∶7-9，处理时间为25-30分钟。

本发明经测试，经过200℃×1h回火被处理齿轮表面硬度≥850HV，经600℃×4h回火，表面硬度≥650HV。

本发明处理工艺先进，成本低，节约合金，表面硬度高，耐磨性能好，使用寿命长。

具体实施方式

一种表面为合金钢的耐磨齿轮的制备方法，在齿轮本体表面采用先渗金属、后渗碳的工艺获得一层厚度为0.4-0.6mm，其各合金元素的质量百分含量为锰2-5%、钼5-8%、铬2-5%、钛1-3%、钒0.5-2%和碳0.8-2.5%的耐磨合金层，具体包括有如下步骤：

（1）浇注齿轮本体，将废钢、生铁、不锈钢，以及熔炼原料总质量2—3.5％熔炼添加剂加入到中频感应炉，所述熔炼添加剂是由氧化钠12-14份、氧化铝3.5-4.5份、氧化钾2-4份、碳酸钠6-8份、二氧化硅4-6份、氧化铁11-15份、二氧化钛,1.5-2.5份、无水硼砂5-10份配制而成，将熔炼原料预热至250℃-350℃后放入中频感应炉中，当温度达到1000℃-1200℃时由供气装置向感应炉内通入惰性气体，并调整其合金铸钢件原料的化学成分为：0.32％≤C≤0.40％，0.22％≤Cr≤0.35％，0.4≤Mn≤0.8％，0.15％≤Ni≤0.20％，0.5%≤Si≤1.2％，0.6％≤Mn≤1.5％，0.05％≤P≤0.12％，S≤0.14％，然后将钢液迅速浇入以确保在800-900℃左右温度下铸型浇注成齿轮本体；

（2）再经过机加工和热处理后的齿轮表面进行等离子锰、钼、铬、钛、钒和碳渗金属工艺，渗金属工艺为：利用阴极溅射法，阴极电压-700—-900V，将锰、钼、铬、钛、钒离子、原子及粒子团迁移吸附并扩散进入到齿轮内部形成合金层，保温结束后缓冷到室温；

（3）对合金层进行固体渗碳：将上述经渗金属的齿轮装入填充好的渗碳剂的容器中，密封置于950-1000℃的炉中，保温1-2小时后出炉油冷；

（4）将上述渗金属、渗碳的齿轮淬火，淬火温度：950-1200℃，保温3-8分钟，在箱式炉中回火，回火温度250-350℃，时间1h，回火2次。

（5）对齿轮表面高温磷化处理：在90-95℃的温度下进行，磷酸盐溶液的游离酸度于总酸度的比值为1∶7-9，处理时间为25-30分钟。

Claims (1)

1.一种表面为合金钢的耐磨齿轮的制备方法，其特征在于：在齿轮本体表面采用先渗金属、后渗碳的工艺获得一层厚度为0.4-0.6mm，其各合金元素的质量百分含量为锰2-5%、钼5-8%、铬2-5%、钛1-3%、钒0.5-2%和碳0.8-2.5%的耐磨合金层，具体包括有如下步骤：

（1）浇注齿轮本体，将废钢、生铁、不锈钢，以及熔炼原料总质量2—3.5％熔炼添加剂加入到中频感应炉，所述熔炼添加剂是由氧化钠12-14份、氧化铝3.5-4.5份、氧化钾2-4 份、碳酸钠6-8份、二氧化硅4-6份、氧化铁11-15份、二氧化钛,1.5-2.5份、无水硼砂5-10份配制而成，将熔炼原料预热至250℃-350℃后放入中频感应炉中，当温度达到1000℃-1200℃时由供气装置向感应炉内通入惰性气体，并调整其合金铸钢件原料的化学成分为：0.32％≤C≤0.40％，0.22％≤Cr≤0.35％，0.4≤Mn ≤0.8％，0.15％≤Ni≤0.20％，0.5%≤Si≤1.2％，0.6％≤Mn≤1.5％，0.05％≤P≤0.12％，S≤0.14％，然后将钢液迅速浇入以确保在800-900℃左右温度下铸型浇注成齿轮本体；

（2）再经过机加工和热处理后的齿轮表面进行等离子锰、钼、铬、钛、钒和碳渗金属工艺，渗金属工艺为：利用阴极溅射法，阴极电压-700—-900V，将锰、钼、铬、钛、钒离子、原子及粒子团迁移吸附并扩散进入到齿轮内部形成合金层，保温结束后缓冷到室温；

（3）对合金层进行固体渗碳：将上述经渗金属的齿轮装入填充好的渗碳剂的容器中，密封置于950-1000℃的炉中，保温1-2小时后出炉油冷；

（4）将上述渗金属、渗碳的齿轮淬火，淬火温度：950-1200℃，保温3-8分钟，在箱式炉中回火，回火温度250-350℃，时间1h，回火2次；

（5）对齿轮表面高温磷化处理：在90-95℃的温度下进行，磷酸盐溶液的游离酸度于总酸度的比值为1∶7-9，处理时间为25-30分钟。