CN106555154B - 一种从动齿轮热处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种从动齿轮热处理方法，该从动齿轮热处理方法的方案是对从动齿轮工件表面全部进行镀铜处理后利用机加工去除需渗碳区域表面的镀铜层，然后进行渗碳处理，可以达到仅在局部区域进行渗碳的目的。在进行淬火处理前，对镀铜层容易受到破坏的型腔区域涂覆防渗碳涂料，对型腔区域进行双层保护，在淬火时加入煤油进行气氛保护，可以有效防止渗碳面脱碳，而型腔区域由于防渗碳涂层的保护，可以有效避免渗碳，便于后续的机加工；淬火后使用压力淬火机床进行油冷，有效减少收缩变形。通过上述方法，可以有效实现对从动齿轮指定区域进行渗碳、渗碳完成后渗碳层不脱碳、型腔区域不被渗碳的技术效果，且易于批量生产，成本低廉。

Description

一种从动齿轮热处理方法
技术领域
本发明涉及18Cr2Ni4WA零件热处理技术领域，具体的是一种18Cr2Ni4WA材质从动齿轮热处理方法。
背景技术
18Cr2Ni4WA具有良好的加工性和抗疲劳性能，且具有较为理想的淬透性，强韧性和较好的渗碳可控性，是生产重载荷传动件不可替代的材料，在航空工业的齿轮、传动轴、曲轴、花键轴等特殊耐磨零配件的制造中有着广泛的用途，制造时对其表面进行渗碳、渗氮处理是常规的提高零件表面硬度的方法。
齿轮作为一种对表面硬度有着特殊要求的零件，往往只要求局部渗碳，如图1所示，航空发动机中使用的从动齿轮，材料为18Cr2Ni4WA，即要求图中A、B、C、D、H、N区域和内花键E区域进行渗碳处理，F为型腔区域，要求该区域内不得渗碳，在生产过程中，不管是气体渗碳、液体渗碳还是固体渗碳，都只能是对零件表面整体进行处理，对此类特殊要求难以处理。该从动齿轮在渗碳完成后需要对内花键E区域进行机加工，在机加工过程中，紧邻的型腔区域表面极易受到影响，破坏表面镀层，而后续淬火时往往需要添加煤油作为保护气氛，防止渗碳层脱碳，此时又极易造成型腔区域被渗碳，经过淬火后硬度达到渗层硬度，后续型腔部位无法加工。
如何对指定区域进行渗碳、渗碳完成后如何保护渗碳层不脱碳、并避免型腔区域不被渗碳是本领域技术人员急需要解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种易于操作、有效实现局部区域防渗碳的从动齿轮热处理方法。
一种从动齿轮热处理方法，包括：
A．将从动齿轮工件表面全部进行镀铜处理。
B.对要求渗碳的区域进行机加工，去除渗碳区域表面的镀铜层。
C．经上述处理后的工件置于密封的井式渗碳炉中，通入渗碳剂，加热至890℃～910℃，保温3～6小时，出炉后空冷，对从动齿轮进行渗碳处理，表面没有镀铜层的区域得到渗碳。
D.渗碳完成后将工件取出，进行回火，温度640℃～660℃，保温5～6小时，炉冷至350℃以下后出炉空冷。
E．对内花键E区域进行机加工，使用有机溶剂将型腔区域F表面清洗干净，在型腔区F涂覆防渗碳涂料，并在烘干箱中干燥0.5～1小时，温度40℃～60℃。
F．对从动齿轮工件进行淬火处理，温度为830℃～850℃，保温60～75分钟，在此过程中滴入煤油进行保护，防止从动齿轮渗碳区域表面脱碳；出炉后迅速将工件置入压力淬火机床，喷循环油冷却8～12分钟，冷却的同时减小工件收缩变形；随后进行冰冷，温度-75℃～-85℃，保温3～4小时。
G.对从动齿轮工件进行回火处理，温度为150～170℃，时间2.5～3.5小时。
H．对工件渗碳面和非渗碳面表面硬度进行检测，检测合格后去除从动齿轮非渗碳区域的镀铜层和防渗碳层。
进一步，步骤C中的渗碳剂为煤油、甲醇、乙醇、乙醚、丙酮的一种或多种，成本低廉，且可以有效控制渗碳质量，生产效率高。
进一步，步骤E中的有机溶剂为酒精、甲醇、丙酮中的至少一种，可以有效提高防渗碳涂料与工件的粘结度。
对从动齿轮工件表面全部进行镀铜处理后利用机加工去除需渗碳区域表面的镀铜层，然后进行渗碳处理，可以达到仅在局部区域进行渗碳的目的。在进行淬火处理前，对镀铜层容易受到破坏的型腔区域涂覆防渗碳涂料，对型腔区域进行双层保护，在淬火时加入煤油进行气氛保护，可以有效防止渗碳面脱碳，而型腔区域由于防渗碳涂层的保护，可以有效避免渗碳，便于后续的机加工；淬火后使用压力淬火机床进行油冷，有效减少收缩变形。通过上述方法，可以有效实现对从动齿轮指定区域进行渗碳、渗碳完成后渗碳层不脱碳、型腔区域不被渗碳的技术效果，且易于批量生产，成本低廉。
附图说明
下面结合说明书附图对本发明作进一步详细说明：
图1是从动齿轮对渗碳面要求的示意图。
具体实施方式
实施例1
本实施例的从动齿轮热处理方法，对调质处理后的从动齿轮进行机械加工，去除表面氧化皮；对从动齿轮工件表面进行镀铜处理，确保零件表面全部覆盖镀铜保护膜；对从动齿轮进行机加工，去除A、B、C、D、H、N区域和内花键E区域表面附着的镀铜保护膜，便于后续渗碳。将从动齿轮工件置于密封的井式渗碳炉中，滴入煤油作为渗碳剂，温度900℃±10℃，保温5小时，出炉后空冷，对从动齿轮进行渗碳处理，得到的工件需渗碳区域表面的渗碳层深度为0.8～0.9mm；对从动齿轮工件进行高温回火，温度650℃±10℃，保温5小时，炉冷至350℃后出炉空冷，可以消除工件内部相变硬化。对内花键E区域进行机加工，使用乙醇将型腔区域F表面清洗干净，在型腔区F涂覆防渗碳涂料，并在烘干箱中干燥1小时，温度50℃，为后续的淬火做准备。对从动齿轮工件进行淬火处理，温度为840℃±10℃，时间60分钟，在此过程中滴入煤油进行保护，防止从动齿轮渗碳区域表面脱碳，而型腔区域受到防渗碳涂料的保护，不会产生渗碳。出炉后迅速将工件置入压力淬火机床，喷循环油冷却12分钟，有效减少收缩变形；随后进行冰冷，温度-75℃～-85℃，保温4小时。再对从动齿轮工件进行回火处理，温度为160℃±10℃，保温3小时，对得到的工件进行检测，渗碳区域的硬度达到60HRC，非渗碳区域的硬度为40HRC，可以满足使用的需求。通过在渗碳前对从动齿轮工件表面全部进行镀铜，在进行淬火处理前，对镀铜层容易受到破坏的型腔区域涂覆防渗碳涂料，对型腔区域进行双层保护，有效实现对从动齿轮指定区域进行渗碳、渗碳完成后渗碳层不脱碳、型腔区域不被渗碳的技术效果，且易于批量生产，成本低廉。
实施例2
本实施例的从动齿轮热处理方法，对调质处理后的从动齿轮进行机械加工，去除表面氧化皮；对从动齿轮工件表面进行镀铜处理，确保零件表面全部覆盖镀铜保护膜；对从动齿轮进行机加工，去除A、B、C、D、H、N区域和内花键E区域表面附着的镀铜保护膜，便于后续渗碳。将从动齿轮工件置于密封的井式渗碳炉中，通入丙酮（其他实施例还可以是醇、乙醇、乙醚等）作为渗碳剂，温度900℃±10℃，保温6小时，对从动齿轮进行渗碳处理，得到的工件需渗碳区域表面的渗碳层深度为0.9～1.0mm；对从动齿轮工件进行高温回火，温度650℃±10℃，保温6小时，炉冷至300℃后出炉空冷，消除工件内部相变硬化。对内花键E区域进行机加工，使用甲醇将型腔区域F表面清洗干净，在型腔区F涂覆防渗碳涂料，并在烘干箱中干燥0.5小时，温度45℃，为后续的淬火做准备。对从动齿轮工件进行淬火处理，温度为840℃±10℃，时间75分钟，在此过程中滴入煤油进行保护，防止从动齿轮渗碳区域表面脱碳，而型腔区域受到防渗碳涂料的保护，不会产生渗碳。出炉后迅速将工件置入压力淬火机床，喷循环油冷却8分钟；随后进行冰冷，温度-75℃～-85℃，保温3小时。再对从动齿轮工件进行回火处理，温度为160℃±10℃，保温2.5小时，对得到的工件进行检测，渗碳区域的硬度达到61HRC，非渗碳区域的硬度为39HRC，可以满足使用的需求。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围中。

Claims (3)

1.一种从动齿轮热处理方法，其特征在于，包括：
A．将从动齿轮工件表面全部进行镀铜处理；
B.对要求渗碳的区域进行机加工，去除渗碳区域表面的镀铜层；
C．经上述处理后的工件置于密封的井式渗碳炉中，通入渗碳剂，加热至890℃～910℃，保温3～6小时，出炉后空冷，对从动齿轮进行渗碳处理，表面没有镀铜层的区域得到渗碳；
D.渗碳完成后将工件取出，进行回火，温度640℃～660℃，保温5～6小时，炉冷至350℃以下后出炉空冷；
E．对内花键区域（ E ） 进行机加工，使用有机溶剂将型腔区域（ F） 表面清洗干净，在型腔区域（ F） 涂覆防渗碳涂料，并在烘干箱中干燥0.5～1小时，温度40℃～60℃；
F．对从动齿轮工件进行淬火处理，温度为830℃～850℃，保温60～75分钟，在此过程中滴入煤油进行保护；出炉后迅速将工件置入压力淬火机床，喷循环油冷却8～12分钟；随后进行冰冷，温度-75℃～-85℃，保温3～4小时；
G.对从动齿轮工件进行回火处理，温度为150℃～170℃，保温2.5～3.5小时；
H．对工件渗碳面和非渗碳面表面硬度进行检测，检测合格后去除从动齿轮非渗碳区域的镀铜层和防渗碳层。
2.根据权利要求1所述的从动齿轮热处理方法，其特征在于，所述步骤C中的渗碳剂为煤油、甲醇、乙醇、乙醚、丙酮的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的从动齿轮热处理方法，其特征在于，所述步骤E中的有机溶剂为酒精、甲醇、丙酮中的至少一种。
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