CN110129720A - 一种变速箱齿轮在稀土渗碳设备上的热处理方法 - Google Patents

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Abstract

一种变速箱齿轮在稀土渗碳设备上的热处理方法，包括以下步骤：清洗和预处理；预热；预渗碳；渗碳；扩散；降温淬火，然后在碱水温度为60～70℃条件下进行清洗5～6分钟，再在温度为18℃的条件下回火180分钟，抛丸清理30分钟，完成变速箱齿轮稀土渗碳热处理过程，该处理方法渗碳速度快，生产周期短、能耗小、齿轮热后畸变小精度高。

Description

一种变速箱齿轮在稀土渗碳设备上的热处理方法
技术领域
本发明涉及一种稀土渗碳热处理方法，具体涉及一种变速箱齿轮在稀土渗碳设备上的热处理方法。
背景技术
目前，变速箱齿轮普遍采用连续式气体渗碳自动生产线生产，但由于渗碳热处理生产周期长，温度高，设备功率大，因此耗能大，产品生产成本高，且热处理渗碳过程中仍然存在一些渗碳淬火及齿轮热畸变等问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种变速箱齿轮在稀土渗碳设备上的热处理方法，该处理方法渗碳速度快，生产周期短、能耗小、齿轮热后畸变小精度高。
为了实现上述目的，本发明提供一种变速箱齿轮在稀土渗碳设备上的热处理方法，包括以下步骤：
(1)在碱水温度60～70℃的条件下清洗3～5分钟，然后放在双排稀土渗碳设备预处理炉的料盘上，在450～500℃的条件下进行预处理，预处理时间110～115min；
(2)将步骤(1)预处理的变速箱齿轮送到渗碳炉膛的加热区，该区温度为880～900℃的条件下进行预热，预热时间260～290min，此时间段向炉内输入氮气每小时2～3立方米；
(3)在经步骤(2)预热后的齿轮进入强渗1区，该区温度为920～925℃的条件下进行预渗碳，预渗碳时间270～295分钟，此时间段碳势Cp为1.25～1.40％C，丙烷气每小时输入0.3～0.6立方米，氮气每小时输入2～3立方米，甲醇每分钟10～20毫升，稀土甲醇每分钟15～30毫升，稀土和甲醇容量比例为，稀土∶甲醇＝2.5∶200；
(4)在经步骤(3)预渗碳后进入强渗2区，在该区温度为925～930℃的条件下进行渗碳，渗碳时间280～300分钟，此时间段碳势Cp为1.25～1.30％C，丙烷气每小时输入0.3～0.60立方米，氮气每小时输入2～3立方米，甲醇每分钟20～30毫升，稀土甲醇每分钟15～30毫升，稀土和甲醇容量比例为，稀土∶甲醇＝2.5∶200；
(5)在步骤(4)的渗碳后进入扩散区，该区温度为890～910℃的条件下进行扩散，扩散时间270～290分钟，此时间段碳势Cp为1.10～1.15％C，丙烷气每小时输入0.05～0.2立方米，氮气每小时输入2～3立方米，空气每小时0.05～0.2立方米，甲醇每分钟10～20毫升，稀土甲醇每分钟10～25毫升；
(6)在经步骤(5)扩散后进入降温淬火区，该区温度为840～850℃的条件下进行预冷淬火，预冷时间220～230分钟，此时间段碳势Cp为1.05～1.10％C，输入氮气每小时3～4立方米，空气每小时0.1～0.3立方米，变速箱齿轮出炉后直接在油中淬火，淬火时间8～10min，变速箱齿轮进入保温室，保温室温度为870℃，输入氮气每小时5～6立方米，甲醇每分钟30～40毫升，丙烷气每小时0.3～0.4立方米，后出炉上淬火压床进行压力淬火，淬火时间4～5分钟，然后在碱水温度为60～70℃条件下进行清洗5～6分钟，再在温度为18℃的条件下回火180分钟，抛丸清理30分钟，完成变速箱齿轮稀土渗碳热处理过程。
进一步地，所述步骤(3)和步骤(4)中的渗碳温度为880℃。
本发明通过将渗碳温度设为880℃，与常规的渗碳温度相比，温度低使得奥氏体晶粒不易长大，及时过共析区沉淀出稀土为核心的碳化物，其长大速度很小，也不易成为高级别特征的碳化物，因此金相组织相对容易控制，从而获得高硬度与耐磨性、高的冲击与断裂韧度及高的弯曲疲劳与接触疲劳强度，且该处理方法渗碳速度快，生产周期短、能耗小且降低了齿轮热后畸变，同时提高了变速箱齿轮的精度。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案作进一步说明，以便于本领域技术人员进一步理解本发明。
实施例1，一种变速箱齿轮在稀土渗碳设备上的热处理方法，包括以下步骤：
(1)在碱水温度60℃的条件下清洗5分钟，然后放在双排稀土渗碳设备预处理炉的料盘上，在450℃的条件下进行预处理，预处理时间115min；
(2)将步骤(1)预处理的变速箱齿轮送到渗碳炉膛的加热区，该区温度为880℃的条件下进行预热，预热时间290min，此时间段向炉内输入氮气每小时3立方米；
(3)在经步骤(2)预热后的齿轮进入强渗1区，该区温度为925℃的条件下进行预渗碳，预渗碳时间295分钟，此时间段碳势Cp为1.40％C，丙烷气每小时输入0.6立方米，氮气每小时输入3立方米，甲醇每分钟20毫升，稀土甲醇每分钟30毫升，稀土和甲醇容量比例为，稀土∶甲醇＝2.5∶200；
(4)在经步骤(3)预渗碳后进入强渗2区，在该区温度为925℃的条件下进行渗碳，渗碳时间300分钟，此时间段碳势Cp为1.30％C，丙烷气每小时输入0.60立方米，氮气每小时输入3立方米，甲醇每分钟30毫升，稀土甲醇每分钟30毫升，稀土和甲醇容量比例为，稀土∶甲醇＝2.5∶200；
(5)在步骤(4)的渗碳后进入扩散区，该区温度为890℃的条件下进行扩散，扩散时间290分钟，此时间段碳势Cp为1.15％C，丙烷气每小时输入0.2立方米，氮气每小时输入3立方米，空气每小时0.2立方米，甲醇每分钟20毫升，稀土甲醇每分钟25毫升；
(6)在经步骤(5)扩散后进入降温淬火区，该区温度为840℃的条件下进行预冷淬火，预冷时间230分钟，此时间段碳势Cp为1.10％C，输入氮气每小时4立方米，空气每小时0.3立方米，变速箱齿轮出炉后直接在油中淬火，淬火时间10min，变速箱齿轮进入保温室，保温室温度为870℃，输入氮气每小时6立方米，甲醇每分钟40毫升，丙烷气每小时0.4立方米，后出炉上淬火压床进行压力淬火，淬火时间5分钟，然后在碱水温度为70℃条件下进行清洗6分钟，再在温度为18℃的条件下回火180分钟，抛丸清理30分钟，完成变速箱齿轮稀土渗碳热处理过程。
为获得更好的处理效果，所述步骤(3)和步骤(4)中的渗碳温度为880℃。
实施例2
一种变速箱齿轮在稀土渗碳设备上的热处理方法，包括以下步骤：
(1)在碱水温度70℃的条件下清洗5分钟，然后放在双排稀土渗碳设备预处理炉的料盘上，在500℃的条件下进行预处理，预处理时间110min；
(2)将步骤(1)预处理的变速箱齿轮送到渗碳炉膛的加热区，该区温度为900℃的条件下进行预热，预热时间260min，此时间段向炉内输入氮气每小时2立方米；
(3)在经步骤(2)预热后的齿轮进入强渗1区，该区温度为920℃的条件下进行预渗碳，预渗碳时间270分钟，此时间段碳势Cp为1.25％C，丙烷气每小时输入0.3立方米，氮气每小时输入2立方米，甲醇每分钟10毫升，稀土甲醇每分钟15毫升，稀土和甲醇容量比例为，稀土∶甲醇＝2.5∶200；
(4)在经步骤(3)预渗碳后进入强渗2区，在该区温度为930℃的条件下进行渗碳，渗碳时间280分钟，此时间段碳势Cp为1.25％C，丙烷气每小时输入0.3立方米，氮气每小时输入2立方米，甲醇每分钟20毫升，稀土甲醇每分钟15毫升，稀土和甲醇容量比例为，稀土∶甲醇＝2.5∶200；
(5)在步骤(4)的渗碳后进入扩散区，该区温度为910℃的条件下进行扩散，扩散时间270分钟，此时间段碳势Cp为1.10％C，丙烷气每小时输入0.05立方米，氮气每小时输入2立方米，空气每小时0.05立方米，甲醇每分钟10毫升，稀土甲醇每分钟10毫升；
(6)在经步骤(5)扩散后进入降温淬火区，该区温度为850℃的条件下进行预冷淬火，预冷时间220分钟，此时间段碳势Cp为1.05％C，输入氮气每小时3立方米，空气每小时0.1立方米，变速箱齿轮出炉后直接在油中淬火，淬火时间8min，变速箱齿轮进入保温室，保温室温度为870℃，输入氮气每小时5立方米，甲醇每分钟30毫升，丙烷气每小时0.3立方米，后出炉上淬火压床进行压力淬火，淬火时间4分钟，然后在碱水温度为60℃条件下进行清洗5分钟，再在温度为18℃的条件下回火180分钟，抛丸清理30分钟，完成变速箱齿轮稀土渗碳热处理过程。
为获得更好的处理效果，所述步骤(3)和步骤(4)中的渗碳温度为880℃。
将渗碳温度设为880℃，与常规的渗碳温度相比，温度低使得奥氏体晶粒不易长大，及时过共析区沉淀出稀土为核心的碳化物，其长大速度很小，也不易成为高级别特征的碳化物，因此金相组织相对容易控制，从而获得高硬度与耐磨性、高的冲击与断裂韧度及高的弯曲疲劳与接触疲劳强度，且该处理方法渗碳速度快，生产周期短、能耗小且降低了齿轮热后畸变，同时提高了变速箱齿轮的精度。

Claims (2)

1.一种变速箱齿轮在稀土渗碳设备上的热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在碱水温度60～70℃的条件下清洗3～5分钟，然后放在双排稀土渗碳设备预处理炉的料盘上，在450～500℃的条件下进行预处理，预处理时间110～115min；
(2)将步骤(1)预处理的变速箱齿轮送到渗碳炉膛的加热区，该区温度为880～900℃的条件下进行预热，预热时间260～290min，此时间段向炉内输入氮气每小时2～3立方米；
(3)在经步骤(2)预热后的齿轮进入强渗1区，该区温度为920～925℃的条件下进行预渗碳，预渗碳时间270～295分钟，此时间段碳势Cp为1.25～1.40％C，丙烷气每小时输入0.3～0.6立方米，氮气每小时输入2～3立方米，甲醇每分钟10～20毫升，稀土甲醇每分钟15～30毫升，稀土和甲醇容量比例为，稀土∶甲醇＝2.5∶200；
(4)在经步骤(3)预渗碳后进入强渗2区，在该区温度为925～930℃的条件下进行渗碳，渗碳时间280～300分钟，此时间段碳势Cp为1.25～1.30％C，丙烷气每小时输入0.3～0.60立方米，氮气每小时输入2～3立方米，甲醇每分钟20～30毫升，稀土甲醇每分钟15～30毫升，稀土和甲醇容量比例为，稀土∶甲醇＝2.5∶200；
(5)在步骤(4)的渗碳后进入扩散区，该区温度为890～910℃的条件下进行扩散，扩散时间270～290分钟，此时间段碳势Cp为1.10～1.15％C，丙烷气每小时输入0.05～0.2立方米，氮气每小时输入2～3立方米，空气每小时0.05～0.2立方米，甲醇每分钟10～20毫升，稀土甲醇每分钟10～25毫升；
(6)在经步骤(5)扩散后进入降温淬火区，该区温度为840～850℃的条件下进行预冷淬火，预冷时间220～230分钟，此时间段碳势Cp为1.05～1.10％C，输入氮气每小时3～4立方米，空气每小时0.1～0.3立方米，变速箱齿轮出炉后直接在油中淬火，淬火时间8～10min，变速箱齿轮进入保温室，保温室温度为870℃，输入氮气每小时5～6立方米，甲醇每分钟30～40毫升，丙烷气每小时0.3～0.4立方米，后出炉上淬火压床进行压力淬火，淬火时间4～5分钟，然后在碱水温度为60～70℃条件下进行清洗5～6分钟，再在温度为18℃的条件下回火180分钟，抛丸清理30分钟，完成变速箱齿轮稀土渗碳热处理过程。
2.根据权利要求1所述的一种变速箱齿轮在稀土渗碳设备上的热处理方法，其特征在于，所述步骤(3)和步骤(4)中的渗碳温度为880℃。
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