CN104625665A - 一种齿轮合金材料及齿轮的生产工艺 - Google Patents

一种齿轮合金材料及齿轮的生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种齿轮合金材料及齿轮的生产工艺。本发明齿轮合金材料按照重量百分比的原料包括：铁96.5-97.5%、碳0.17-0.2%、硅0.17-0.34%、锰0.8-1.1%、铬1-1.3%、钛0.03-0.1%、镍0.01-0.02%、铜0.01-0.02%、钒0.3-0.4%、铅0.01-0.02%，生产工艺包括冶炼圆坯料、磨外圆、加热锻压、正火、机加工、渗碳淬火、回火、抛丸和退火。本发明热处理后再进行机加工，完全去除了淬火硬化碳层，退火降低了产品表面及内部硬度，消除齿轮的内部压力，将钒添加在合金钢中，增加了合金材料的强度，提高了材料的回火稳定性和耐磨性，硬度高、精度好，延长了使用寿命。

Description

一种齿轮合金材料及齿轮的生产工艺
技术领域
本发明涉及用于转矩传递的传动部件制造工艺，具体是一种齿轮合金材料及齿轮生产工艺。
背景技术
经过数十年的发展，我国汽车行业有了较大的发展，为了紧跟内燃机电机电器行业技术的发展和配套需要，齿轮的发展趋势为适应体积小、重量轻、输出功率大，传动齿轮属于汽车安全件，需要较高的冲击韧性和破坏强度，齿轮的单齿强度要求大于28000N。
在机械制造工业中，制造齿轮所用的材料有许多种，有钢、铁、铜合金及非金属材料等，一般以钢齿轮应用最多，但钢齿轮多是通过机械加工制造的，生产工序多，工艺复杂，且强度达不到要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐磨性好、强度高的齿轮合金材料及齿轮生产工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种齿轮合金材料，按照重量百分比的原料包括：铁96.5-97.5%、碳0.17-0.2%、硅0.17-0.34%、锰0.8-1.1%、铬1-1.3%、钛0.03-0.1%、镍0.01-0.02%、铜0.01-0.02%、钒0.3-0.4%、铅0.01-0.02%。
利用齿轮合金材料制作齿轮的生产工艺，具体步骤如下：
（1）冶炼圆坯料，按照重量百分比的原料冶炼成合金钢圆坯料；
（2）磨外圆，对圆坯料进行磨外圆，去除表面细裂纹；
（3）加热锻压，将上述处理后的圆坯料放入加热炉中加热，先在650-750℃下加热100-120min后保温80-100min，再在750-850℃下加热100-120min后保温80-100min，最后在850-1250℃下加热100-120min后保温240-260min，保温完毕出炉，放入锻模中进行锻压，从而得到符合尺寸的坯件；
（4）正火，将坯件放入加热炉中加热至750-960℃，保温30-35min后，从加热炉中取出坯件吹风冷却；
（5）机加工，对冷却后的坯件进行车削、切齿、倒角处理，得到符合尺寸的工件；
（6）渗碳淬火，将工件加热到920-940℃进行淬火10-12h，再将温度保持在910-930℃进行扩散淬火1.5-2h，最后将温度保持在830-850℃保温40-50min；
（7）回火，将渗碳淬火后的工件在180-200℃下保温80-100min进行回火；
（8）抛丸，将回火后的工件抛丸10-15min；
（9）退火，将抛丸后的工件放在高频加热炉中加热至500-650℃，保温10-20min，再将工件取出冷却到室温。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤（6）中进行渗碳淬火时的淬火油温为80-90℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明在热处理后再进行机加工，完全去除了淬火硬化碳层，通过退火降低产品表面及内部硬度，消除齿轮的内部压力，将钒添加在合金钢中，增加了合金材料的强度，提高了材料的回火稳定性和耐磨性，硬度高、精度好，延长了使用寿命。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
本发明实施例中，一种齿轮合金材料，按照重量百分比的原料包括：铁97.5%、碳0.17%、硅0.17%、锰0.8%、铬1%、钛0.03%、镍0.01%、铜0.01%、钒0.3%、铅0.01%。
利用齿轮合金材料制作齿轮的生产工艺，具体步骤如下：
（1）冶炼圆坯料，按照重量百分比的原料冶炼成合金钢圆坯料；
（2）磨外圆，对圆坯料进行磨外圆，去除表面细裂纹；
（3）加热锻压，将上述处理后的圆坯料放入加热炉中加热，先在650℃下加热100min后保温80min，再在750℃下加热100min后保温80min，最后在850℃下加热100min后保温240min，保温完毕出炉，放入锻模中进行锻压，从而得到符合尺寸的坯件；
（4）正火，将坯件放入加热炉中加热至750℃，保温30min后，从加热炉中取出坯件吹风冷却；
（5）机加工，对冷却后的坯件进行车削、切齿、倒角处理，得到符合尺寸的工件；
（6）渗碳淬火，将工件加热到920℃进行淬火10h，再将温度保持在910℃进行扩散淬火1.5h，最后将温度保持在830℃保温40min，淬火油温为80℃；
（7）回火，将渗碳淬火后的工件在180℃下保温80min进行回火；
（8）抛丸，将回火后的工件抛丸10min；
（9）退火，将抛丸后的工件放在高频加热炉中加热至500℃，保温10min，再将工件取出冷却到室温。
实施例2
本发明实施例中，一种齿轮合金材料，按照重量百分比的原料包括：铁97%、碳0.18%、硅0.25%、锰1%、铬1.1%、钛0.06%、镍0.02%、铜0.02%、钒0.35%、铅0.02%。
利用齿轮合金材料制作齿轮的生产工艺，具体步骤如下：
（1）冶炼圆坯料，按照重量百分比的原料冶炼成合金钢圆坯料；
（2）磨外圆，对圆坯料进行磨外圆，去除表面细裂纹；
（3）加热锻压，将上述处理后的圆坯料放入加热炉中加热，先在700℃下加热110min后保温90min，再在800℃下加热110min后保温90min，最后在1000℃下加热110min后保温250min，保温完毕出炉，放入锻模中进行锻压，从而得到符合尺寸的坯件；
（4）正火，将坯件放入加热炉中加热至870℃，保温32min后，从加热炉中取出坯件吹风冷却；
（5）机加工，对冷却后的坯件进行车削、切齿、倒角处理，得到符合尺寸的工件；
（6）渗碳淬火，将工件加热到930℃进行淬火11h，再将温度保持在920℃进行扩散淬火1.8h，最后将温度保持在840℃保温45min，淬火油温为85℃；
（7）回火，将渗碳淬火后的工件在190℃下保温90min进行回火；
（8）抛丸，将回火后的工件抛丸12min；
（9）退火，将抛丸后的工件放在高频加热炉中加热至580℃，保温15min，再将工件取出冷却到室温。
实施例3
本发明实施例中，一种齿轮合金材料，按照重量百分比的原料包括：铁96.5%、碳0.2%、硅0.34%、锰1.1%、铬1.3%、钛0.1%、镍0.02%、铜0.02%、钒0.4%、铅0.02%。
利用齿轮合金材料制作齿轮的生产工艺，具体步骤如下：
（1）冶炼圆坯料，按照重量百分比的原料冶炼成合金钢圆坯料；
（2）磨外圆，对圆坯料进行磨外圆，去除表面细裂纹；
（3）加热锻压，将上述处理后的圆坯料放入加热炉中加热，先在750℃下加热120min后保温100min，再在850℃下加热120min后保温100min，最后在1250℃下加热120min后保温260min，保温完毕出炉，放入锻模中进行锻压，从而得到符合尺寸的坯件；
（4）正火，将坯件放入加热炉中加热至960℃，保温35min后，从加热炉中取出坯件吹风冷却；
（5）机加工，对冷却后的坯件进行车削、切齿、倒角处理，得到符合尺寸的工件；
（6）渗碳淬火，将工件加热到940℃进行淬火12h，再将温度保持在930℃进行扩散淬火2h，最后将温度保持在850℃保温50min，淬火油温为90℃；
（7）回火，将渗碳淬火后的工件在200℃下保温100min进行回火；
（8）抛丸，将回火后的工件抛丸15min；
（9）退火，将抛丸后的工件放在高频加热炉中加热至650℃，保温20min，再将工件取出冷却到室温。
本发明在热处理后再进行机加工，完全去除了淬火硬化碳层，通过退火降低产品表面及内部硬度，消除齿轮的内部压力，将钒添加在合金钢中，增加了合金材料的强度，提高了材料的回火稳定性和耐磨性，硬度高、精度好，延长了使用寿命。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (3)

1. 一种齿轮合金材料，其特征在于，按照重量百分比的原料包括：铁96.5-97.5%、碳0.17-0.2%、硅0.17-0.34%、锰0.8-1.1%、铬1-1.3%、钛0.03-0.1%、镍0.01-0.02%、铜0.01-0.02%、钒0.3-0.4%、铅0.01-0.02%。
2.采用权利要求1所述的齿轮合金材料制作齿轮的生产工艺，其特征在于，具体步骤如下：
（1）冶炼圆坯料，按照重量百分比的原料冶炼成合金钢圆坯料；
（2）磨外圆，对圆坯料进行磨外圆，去除表面细裂纹；
（3）加热锻压，将上述处理后的圆坯料放入加热炉中加热，先在650-750℃下加热100-120min后保温80-100min，再在750-850℃下加热100-120min后保温80-100min，最后在850-1250℃下加热100-120min后保温240-260min，保温完毕出炉，放入锻模中进行锻压，从而得到符合尺寸的坯件；
（4）正火，将坯件放入加热炉中加热至750-960℃，保温30-35min后，从加热炉中取出坯件吹风冷却；
（5）机加工，对冷却后的坯件进行车削、切齿、倒角处理，得到符合尺寸的工件；
（6）渗碳淬火，将工件加热到920-940℃进行淬火10-12h，再将温度保持在910-930℃进行扩散淬火1.5-2h，最后将温度保持在830-850℃保温40-50min；
（7）回火，将渗碳淬火后的工件在180-200℃下保温80-100min进行回火；
（8）抛丸，将回火后的工件抛丸10-15min；
（9）退火，将抛丸后的工件放在高频加热炉中加热至500-650℃，保温10-20min，再将工件取出冷却到室温。
3.根据权利要求2所述的齿轮的生产工艺，其特征在于，所述步骤（6）中进行渗碳淬火时的淬火油温为80-90℃。
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