CN104439988A - 一种9Cr18材料齿轮的加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种9Cr18材料齿轮的加工工艺。该工艺按以下加工工序进行：备料→球化退火→粗车→精车→滚→钳→淬火→深冷处理→珩磨→外磨→平磨→线切割→磨齿→探→钳→抛丸→检→入库。采用本发明工艺方法用9Cr18材料加工的齿轮具有以下特点：齿轮尺寸稳定．不易变形；齿轮内应力小；提高了齿轮的耐磨和力学性能，增加了齿轮的坚韧度及刚性。本发明解决了9Cr18材料加工的尺寸不稳定问题，克服了现有加工技术的不足之处。本发明不但可以用在9Cr18材料出口精密计量泵齿轮零件的加工，也可以用在其它9Cr18材料在高端齿轮（高速、精密、长寿命）等零件的加工。

Description

一种9Cr18材料齿轮的加工工艺
技术领域
本发明涉及一种一种9Cr18材料齿轮的加工工艺，属于金属材料处理技术领域。
背景技术
随着社会的发展，对材料的使用性能和尺寸稳定方面要求逐渐提高。有一种油泵齿轮，材料为9Cr18，由于应用环境的需要，对可靠性提出了较高要求。传统的淬火热处理已经不能满足油泵齿轮的性能要求。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种9Cr18材料齿轮的加工工艺，以满足9Cr18材料齿轮的尺寸在工作中的稳定性。
本发明的技术方案：
一种9Cr18材料齿轮的加工工艺，该工艺按以下加工工序进行：备料→球化退火→粗车→精车→滚→钳→淬火→深冷处理→珩磨→外磨→平磨→线切割→磨齿→探→钳→抛丸→检→入库。
前述加工工艺中，所述球化退火工序是将备好的9Cr18材料放在加热炉中有效区域内加热，加热温度为850～870℃，保温时间420～440min，然后随炉冷却至室温。
前述加工工艺中，所述粗车工序中为以后的加工预留1.4～2mm加工余量。
前述加工工艺中，所述淬火工序是将经粗车→精车→滚→钳后的初加工零件放入1050～1070℃的高温盐浴炉中，保温8～10min后将零件取出放入淬火油中快速冷却至室温，随后再放入160～200℃的油浴炉中进行加热，保温150～180min取出自然冷却至室温。
前述加工工艺中，在将所述经粗车→精车→滚→钳后的初加工零件放入高温盐浴炉之前先对零件进行预热、烘干处理，预热温度不小于100℃，不高于300℃。
前述加工工艺中，所述深冷处理是将淬火后的零件放入冷却设备中，从室温降至-170～-190℃，在设备中的降温速率为1.5～2℃/min，在-170～-190℃保温10～11h，零件从保温温度自然解冻至室温后取出零件，再放入加热炉中加热至110～130℃低温回火，保温170～190min后取出自然冷却至室温。
前述加工工艺中，所述球化退火工序、淬火工序、深冷处理工序的控温过程采用热电偶测量温度，采用自动记录仪表记录时间，炉温均匀性要求为±5℃。
前述加工工艺中，所述深冷处理后的零件在珩磨→外磨→平磨→线切割→磨齿→探→钳→抛丸加工后达到最终尺寸，经检验合格后入库，尺寸不合格的作为废品处理。
与现有技术相比，采用本发明工艺方法用9Cr18材料加工的齿轮具有以下特点：齿轮尺寸稳定, 不易变形；齿轮内应力小；提高了齿轮的耐磨和力学性能，增加了齿轮的坚韧度及刚性。
本发明加工的齿轮技术指标如下：
（1）齿轮金相组织经深冷处理后残余奥氏体含量在6%以下；
（2）齿轮零件几何尺寸在深冷处理前后变化在0～0.003mm以内；
（3）零件的齿轮精度在深冷处理前后变化在0.003mm以内；
（4）齿轮深冷处理后的硬度达到60-62HRC。
本发明解决了9Cr18材料加工的尺寸不稳定问题，克服了现有加工技术的不足之处。本发明不但可以用在9Cr18材料出口精密计量泵齿轮零件的加工，也可以用在其它9Cr18材料在高端齿轮（高速、精密、长寿命）等零件的加工。
具体实施方式
下面结合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。
一种9Cr18材料齿轮的加工工艺，该工艺包括如下工序；备料→球化退火→粗车→精车→滚→钳→淬火→深冷处理→珩磨→外磨→平磨→线切割→磨齿→探→钳→抛丸→检→入库。本发明最主要的特点是在淬火工序之后增加了一道深冷处理工序。深冷处理是将淬火后的零件放入冷却设备中，从室温以2℃/min的冷却速率降温至保温温度-170～-190℃保温10～11h，然后从-170～-190℃自然解冻至室温后取出零件，再放入加热炉中加热至110～130℃进行低温回火处理，保温170～190min后取出零件自然冷却至室温。
由于采用了上述加工工序，对原有的一些工序中的参数也进行了一些调整。其中球化退火工序是将零件在放在加热炉中加热，加热温度为850～870℃，保温时间420～450min，然后随炉冷却至室温。粗车工序需要为以后的后续加工预留1.4～2mm加工余量。淬火工序是将零件放入1050～1070℃的高温盐浴炉中，保温8～10min后将零件取出放入淬火油中冷却，再放入160～200℃的油浴炉中保温150～180min后将零件取出，自然冷却至室温。零件放入高温盐浴炉之前对零件起先预热、烘干处理，预热温度100～300℃。从室温以2℃/min的冷却速率降温至保温温度-170～-190℃保温10～11h，然后从-170～-190℃自然解冻至室温后取出零件，再放入加热炉中加热至110～130℃进行低温回火处理，保温170～190min后取出零件自然冷却至室温。前述球化退火工序、淬火工序、深冷处理工序的控温过程采用热电偶测量温度，采用自动记录仪表记录时间，炉温均匀性要求为±5℃。
本发明的基本原理：零件为9Cr18材料齿轮。该齿轮的材料属于马氏体型不锈钢，其典型的热处理加工方式为：球化退火+淬火，本发明是在淬火工序后增加了一道深冷处理工序。有效的控制了热处理后零件的尺寸稳定性。提高齿轮力学性能，增加齿轮坚韧度及刚性。
球化退火处理：是将钢中的先析出相（铁素体和碳化物）进行球状化的热处理工艺，加热温度为被处理钢的临界点（Ac3或Acm）以上20～30℃，主要改善零件的可加工性和淬火工艺性。    
淬火处理：将9Cr18材料在高于奥氏体温度下保温适当时间在快速冷却，再通过低温回火处理以获得所需组织和性能的热处理工艺。
深冷处理：深冷处理是将9Cr18材料中马氏体转变终结点的温度降低，使9Cr18材料中的能够继续朝马氏体方向转变的一种方法，有效的减少了残余奥氏体的含量，使零件在后续热处理中尺寸更加稳定。
淬火处理之后，零件的表面硬度在HRC58～62之间，经过深冷处理之后，零件的表面硬度在HRC60～62之间。残余奥氏体含量在6%以下，因为淬火处理之后得到的基体组织是马氏体组织，深冷处理使得零件的残余奥氏体量减少，使得一部分的亚稳态残余奥氏体继续发生转变生成马氏体，从而使得基体的硬度有所提高，同时也消除了因为残余奥氏体发生转变继而使得零件发生尺寸变化。因此深冷处理之后零件的尺寸更稳定。

Claims (8)

1. 一种9Cr18材料齿轮的加工工艺，其特征在于：该工艺按以下加工工序进行：备料→球化退火→粗车→精车→滚→钳→淬火→深冷处理→珩磨→外磨→平磨→线切割→磨齿→探→钳→抛丸→检→入库。
2.根据权利要求1所述加工工艺，其特征在于：所述球化退火工序是将备好的9Cr18材料放在加热炉中有效区域内加热，加热温度为850～870℃，保温时间420～440min，然后随炉冷却至室温。
3.根据权利要求1所述加工工艺，其特征在于：所述粗车工序中为以后的加工预留1.4～2mm加工余量。
4.根据权利要求1所述加工工艺，其特征在于：所述淬火工序是将经粗车→精车→滚→钳后的初加工零件放入1050～1070℃的高温盐浴炉中，保温8～10min后将零件取出放入淬火油中快速冷却至室温，随后再放入160～200℃的油浴炉中进行加热，保温150～180min取出自然冷却至室温。
5.根据权利要求4所述加工工艺，其特征在于：在将所述经粗车→精车→滚→钳后的初加工零件放入高温盐浴炉之前先对零件进行预热、烘干处理，预热温度不小于100℃、不高于300℃。
6.根据权利要求1所述加工工艺，其特征在于：所述深冷处理是将淬火后的零件放入冷却设备中，从室温降至-170～-190℃，在设备中的降温速率为1.5～2℃/min，在-170～-190℃保温10～11h，零件从保温温度自然解冻至室温后取出零件，再放入加热炉中加热至110～130℃低温回火，保温170～190min后取出自然冷却至室温。
7.根据权利要求1所述加工工艺，其特征在于：所述球化退火工序、淬火工序、深冷处理工序的控温过程采用热电偶测量温度，采用自动记录仪表记录时间，炉温均匀性要求为±5℃。
8.根据权利要求1所述加工工艺，其特征在于：所述深冷处理后的零件在珩磨→外磨→平磨→线切割→磨齿→探→钳→抛丸加工后达到最终尺寸，经检验合格后入库，尺寸不合格的作为废品处理。
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