CN106756750A - 一种2Cr3WMoV材料齿轮锻件的热处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于热处理技术类别中的化学热处理，涉及一种2Cr3WMoV材料齿轮锻件的热处理方法。本发明的目的是：采用科学合理的渗碳、淬火工艺，使2Cr3WMoV材料齿轮达到高硬度、高耐磨性的优良性能，满足产品长期使用的要求。本发明的2Cr3WMoV材料渗碳后具有深渗层、高硬度、高耐磨、耐热性好等优良性能，但其本身具有表层碳化物易聚集、碳化物级别高、易产生裂纹、掉块等缺陷。12CrNi3A等普通低碳合金钢渗碳后虽然没有这些缺陷，但是硬度、耐磨性、耐热性等又较低，不能满足先进作战飞机的使用需求。而本发明所能达到的效果是采用科学合理的渗碳、淬火工艺，使2Cr3WMoV材料齿轮具备高硬度、高耐磨性、耐热性好等优良性能，满足产品长期使用的要求。

Description

一种2Cr3WMoV材料齿轮锻件的热处理方法
技术领域
本发明属于热处理技术类别中的化学热处理，涉及一种2Cr3WMoV材料齿轮锻件的热处理方法。
背景技术
最近的同类现有技术状况是渗碳一般采用20号钢、12CrNi3A、16Cr2MnTiA、20CrMnTI、18Cr2Ni4WA等低碳合金钢，渗层深度要求≤1.2mm，渗碳层硬度HRC 58～64，中心硬度HRC28～42。两种材料的齿轮性能进行比较，2Cr3WMoV材料齿轮采用科学合理的渗碳、淬火工艺，可以达到高硬度、高耐磨性、耐热性好等优良性能，满足航空发动机燃油调节器产品长期使用的要求。
现有渗碳工艺出现的技术问题是：如果齿轮采用2Cr3WMoV材料渗碳，碳化物等级7级，不合格。2Cr3WMoV为GJB/2294-95中的牌号。
发明内容
本发明所解决的问题是：齿轮渗碳时即要达到深渗层，又要控制渗碳层碳浓度及碳化物等级。渗碳后采用合适的冷却方式，防止裂纹产生。淬火时采用较高温度预热，再次控制碳化物达到合适的级别，既保证使用中的高硬度、高耐磨性，又防止齿轮裂纹、掉块。
本发明的目的是：采用科学合理的渗碳、淬火工艺，使2Cr3WMoV材料齿轮达到高硬度、高耐磨性的优良性能，满足产品长期使用的要求。
为实现上述目的，在本发明中采取的技术方案是：一种2Cr3WMoV材料齿轮锻件的热处理方法：
步骤一、预处理
将2Cr3WMoV材料的棒料加工成齿轮锻件，冷却后将齿轮锻件放入热处理炉中加热，之后进行正火；正火后对齿轮锻件进行调质；并采取较低温度、较低碳势入炉，减小内应力，防止裂纹。
步骤二、两段渗碳
将齿轮锻件置入渗碳炉中，对齿轮锻件连续进行两段渗碳，其中所述两段渗碳中控制碳化物等级≤6级，所述两段渗碳后渗层深度为1.25～1.4mm；
第一段渗碳中碳势为1.1～1.3、加热温度为925±5℃、保温3.5～4.5小时，且保持高的碳浓度梯度及高的渗速；
第二段渗碳中碳势为0.8～1.0、加热温度为925±5℃、保温2.5～3.5小时，且保持较低的碳浓度梯度及较低的渗速，以防止渗碳层表层碳化物过多堆积；
步骤三、回火及淬火
渗碳后将齿轮锻件置入热处理炉中采用650～700℃进行回火，降低渗碳层硬度，减少内应力，以便于机械加工；完成回火后，将所述的齿轮锻件加温到930～1020℃并保持20min，然后将齿轮锻件转入盐浴炉中以870℃的温度保温20～30min,之后对齿轮锻件进行油冷淬火，溶解渗碳层表面过多的碳化物。
本方法保证渗碳面HRC61～65的高硬度以及HRC33～45的中心硬度，满足产品长期使用的要求。
发明的效果
本发明所能达到的效果：2Cr3WMoV材料渗碳后具有深渗层、高硬度、高耐磨、耐热性好等优良性能，但其本身具有表层碳化物易聚集、碳化物级别高、易产生裂纹、掉块等缺陷。12CrNi3A等普通低碳合金钢渗碳后虽然没有这些缺陷，但是硬度、耐磨性、耐热性等又较低，不能满足先进作战飞机的使用需求。 而本发明所能达到的效果是采用科学合理的渗碳、淬火工艺，使2Cr3WMoV材料齿轮具备高硬度、高耐磨性、耐热性好等优良性能，满足产品长期使用的要求。
附图说明
图1为2Cr3WMoV材料齿轮渗碳工艺曲线图；
图2为12CrNi3A等材料渗碳工艺曲线图；
图3为2Cr3WMoV材料齿轮渗碳后淬火工艺曲线图；
图4为12CrNi3A等材料渗碳后淬火工艺曲线图。
具体实施方式
提供一种2Cr3WMoV材料齿轮锻件的热处理方法：
步骤一、预处理
将2Cr3WMoV材料的棒料加工成齿轮锻件，冷却后将齿轮锻件放入热处理炉中加热，之后进行正火；正火后对齿轮锻件进行调质；并采取较低温度、较低碳势入炉，减小内应力，防止裂纹。
步骤二、两段渗碳
将齿轮锻件置入渗碳炉中，对齿轮锻件连续进行两段渗碳，其中所述两段渗碳中控制碳化物等级≤6级，所述两段渗碳后渗层深度为1.25～1.4mm；
第一段渗碳中碳势为1.1～1.3、加热温度为925±5℃、保温3.5～4.5小时，且保持高的碳浓度梯度及高的渗速；
第二段渗碳中碳势为0.8～1.0、加热温度为925±5℃、保温2.5～3.5小时，且保持较低的碳浓度梯度及较低的渗速，以防止渗碳层表层碳化物过多堆积；
步骤三、回火及淬火
渗碳后将齿轮锻件置入热处理炉中采用650～700℃进行回火，降低渗碳层硬度，减少内应力，以便于机械加工；完成回火后，将所述的齿轮锻件加温到930～1020℃并保持20min，然后将齿轮锻件转入盐浴炉中以870℃的温度保温20～30min,之后对齿轮锻件进行油冷淬火，溶解渗碳层表面过多的碳化物。
通过上述的热处理，使得某×××型号齿轮，渗碳层硬度HRC 61～65，中心硬度HRC33～45，碳化物等级不大于5级。

Claims (1)

1.一种2Cr3WMoV材料齿轮锻件的热处理方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一、预处理
将2Cr3WMoV材料的棒料加工成齿轮锻件，冷却后将齿轮锻件放入热处理炉中加热，之后进行正火；正火后对齿轮锻件进行调质；并采取较低温度、较低碳势入炉，减小内应力，防止裂纹。
步骤二、两段渗碳
将齿轮锻件置入渗碳炉中，对齿轮锻件连续进行两段渗碳，其中所述两段渗碳中控制碳化物等级≤6级，所述两段渗碳后渗层深度为1.25～1.4mm；
第一段渗碳中碳势为1.1～1.3、加热温度为925±5℃、保温3.5～4.5小时，且保持高的碳浓度梯度及高的渗速；
第二段渗碳中碳势为0.8～1.0、加热温度为925±5℃、保温2.5～3.5小时，且保持较低的碳浓度梯度及较低的渗速，以防止渗碳层表层碳化物过多堆积；
步骤三、回火及淬火
渗碳后将齿轮锻件置入热处理炉中采用650～700℃进行回火，降低渗碳层硬度，减少内应力，以便于机械加工；完成回火后，将所述的齿轮锻件加温到930～1020℃并保持20min，然后将齿轮锻件转入盐浴炉中以870℃的温度保温20～30min,之后对齿轮锻件进行油冷淬火，溶解渗碳层表面过多的碳化物。
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