CN110295271A - 一种柔轮热处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种柔轮热处理工艺，通过对淬火和高温回火的温度和时间的优化，强化了柔轮的力学性能，柔轮热处理后的表面硬度可以达到30～35HRC；另外淬火时是根据柔轮的尺寸对热处理时间进行优化，从而保证了热处理的稳定性。

Description

一种柔轮热处理工艺
技术领域
本发明涉及金属热处理领域，特别涉及一种柔轮热处理工艺。
背景技术
机器人谐波减速器凭借其结构简单、尺寸小、噪音小、传动比大、传动精 度高和效率高等优点，而被作为机器人关节的重要部件广泛使用。自从1955年 美国C.W.麦塞尔发明了第一台谐波减速器以来，全世界主要工业国家都对其进 行了全面研究，进而陆续制备出很多系列种类和尺寸规格不同的谐波减速器， 其中以渐开线小模数齿轮齿廓谐波减速器使用最为广泛。其中，谐波减速器凭 借上述优点而被广泛应用在机器人的关节的旋转部位、机械加工中心的旋转工 作台、机械手旋转部、精密旋转工作台、医疗仪器、计量器具、IC制造装置、 航空航天装置、国防设备等广泛领域，尤其是在工业机器人领域应用十分普遍；对于工业机器人而言，谐波减速器能够大大减小工业机器人的尺寸、降低噪音、 提高效率和精度，因此谐波减速器的刚轮对其硬度要求需要达到27-32HRC这个 要求。
柔轮胚料一般采用40CrNi2Mo合结钢，合金结构钢简称合结钢，40CrNi2Mo 是合结钢的其中一种，也称合金钢，它是在优质碳素结构钢的基础上，适当地 加入一种或数种合金元素(总含量不超过5％)而制成的钢种。但一般的刚轮采 用40CrNi2Mo合结钢，其硬度为小于27.8HRC，但当刚轮要用于谐波减速器时需 要达到30-35HRC这个要求，因此需要对40CrNi2Mo合结钢胚料进行热处理。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以提高刚轮硬度达到30-35HRC的柔轮热处理 工艺。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种柔轮热处理工艺，所述热处理工艺包括如下步骤：
(1)将所述柔轮胚料放入箱式电阻炉中；加热至740～760℃保温1～3h；
(2)随炉冷却至200℃出炉；
(3)检验球化组织，判断是否完全球化；
(4)检验退火柔轮胚料的硬度是否为170～210HBS；
(5)将上述出炉的柔轮胚料放入到保护气氛箱式电阻炉；加热至850～ 870℃；保温时间按所述柔轮胚料的直径Q来计算，所述刚轮胚料的直径为Qmm， 则其保温时间为Qmin，保温Qmin后，油淬至室温；
(6)放入回火炉中，在570～590℃保温3～5h回火处理，出炉空冷至室温；
(7)检验空冷后的柔轮胚料的硬度是否达到30-35HRC；
其中所述柔轮胚料热处理后的成分及重量百分比为0.36～0.43％的C， 0.15～0.35％的Si，0.60～0.90％的Mn，允许残余含量≤0.025％的S，允许残余 含量≤0.025％的P，0.60～1.00％的Cr，1.60～2.00％的Ni，允许残余含量≤ 0.025％的Cu，0.15～0.30％的Mo，余量为铁和不可避免的杂质。
所述柔轮热处理后的表面硬度为30～35HRC。
所述柔轮的金相组织为索氏体。
还可以对空冷后的柔轮胚料进行表面QPQ盐浴处理或也可气体渗氮处理； 渗氮层控制在0.034～0.036mm。
本发明的有益效果为：
本发明通过对淬火和高温回火的温度和时间的优化，强化了柔轮的力学性 能，柔轮热处理后的表面硬度可以达到30～35HRC；另外淬火时是根据柔轮的 尺寸对热处理时间进行优化，从而保证了热处理的稳定性。
附图说明
图1是本发明的柔轮胚料退火工艺曲线；
图2是本发明的柔轮胚料调质处理工艺曲线。
具体实施方式
下面结合附图1到图2和实施例以及对比例对本发明进一步详细说明。
实施例1：
一种柔轮热处理工艺，所述热处理工艺包括如下步骤：
(1)将所述柔轮胚料放入箱式电阻炉中；加热至740℃保温1h；
(2)随炉冷却至200℃出炉；
(3)检验球化组织，判断是否完全球化；
(4)检验退火柔轮胚料的硬度是否为170HBS；
(5)将上述出炉的柔轮胚料放入到保护气氛箱式电阻炉；加热至850℃； 保温时间按所述柔轮胚料的直径Q来计算，所述刚轮胚料的直径为Q为200mm， 则其保温时间为Q为200min，保温200min后，油淬至室温；
(6)放入回火炉中，在570℃保温3h回火处理，出炉空冷至室温；
(7)检验空冷后的柔轮胚料的硬度是否达到30HRC；
其中所述柔轮胚料热处理后的成分及重量百分比为0.36％的C，0.15％的Si，0.60％的Mn，允许残余含量≤0.025％的S，允许残余含量≤0.025％的P，0.60％ 的Cr，1.60％的Ni，允许残余含量≤0.025％的Cu，0.15％Mo，余量为铁和不可 避免的杂质。
所述柔轮热处理后的表面硬度为30HRC。
所述柔轮的金相组织为索氏体。
还可以对空冷后的柔轮胚料进行表面QPQ盐浴处理或也可气体渗氮处理； 渗氮层控制在0.034mm。
实施例2
一种柔轮热处理工艺，所述热处理工艺包括如下步骤：
(1)将所述柔轮胚料放入箱式电阻炉中；加热至760℃保温3h；
(2)随炉冷却至200℃出炉；
(3)检验球化组织，判断是否完全球化；
(4)检验退火柔轮胚料的硬度是否为210HBS；
(5)将上述出炉的柔轮胚料放入到保护气氛箱式电阻炉；加热至870℃； 保温时间按所述柔轮胚料的直径Q为来计算，所述刚轮胚料的直径为Q为 400mm，则其保温时间为Q为400min，保温400min后，油淬至室温；
(6)放入回火炉中，在590℃保温5h回火处理，出炉空冷至室温；
(7)检验空冷后的柔轮胚料的硬度是否达到35HRC；
其中所述柔轮胚料热处理后的成分及重量百分比为0.43％的C，0.35％的 Si，0.90％的Mn，允许残余含量≤0.025％的S，允许残余含量≤0.025％的P， 1.00％的Cr，2.00％的Ni，允许残余含量≤0.025％的Cu，0.30％Mo，余量为 铁和不可避免的杂质。
所述柔轮热处理后的表面硬度为35HRC。
所述柔轮的金相组织为索氏体。
还可以对空冷后的柔轮胚料进行表面QPQ盐浴处理或也可气体渗氮处理； 渗氮层控制在0.036mm。
实施例3
一种柔轮热处理工艺，所述热处理工艺包括如下步骤：
(1)将所述柔轮胚料放入箱式电阻炉中；加热至750℃保温2h；
(2)随炉冷却至200℃出炉；
(3)检验球化组织，判断是否完全球化；
(4)检验退火柔轮胚料的硬度是否为190HBS；
(5)将上述出炉的柔轮胚料放入到保护气氛箱式电阻炉；加热至860℃； 保温时间按所述柔轮胚料的直径Q来计算，所述刚轮胚料的直径为Q为300mm， 则其保温时间为Q为300min，保温300min后，油淬至室温；
(6)放入回火炉中，在580℃保温4h回火处理，出炉空冷至室温；
(7)检验空冷后的柔轮胚料的硬度是否达到32.5HRC；
其中所述柔轮胚料热处理后的成分及重量百分比为0.39.5％的C，0.25％的 Si，0.75％的Mn，允许残余含量≤0.025％的S，允许残余含量≤0.025％的P， 0.80％的Cr，1.80％的Ni，允许残余含量≤0.025％的Cu，0.15～0.30％Mo，余 量为铁和不可避免的杂质。
所述柔轮热处理后的表面硬度为32.5HRC。
所述柔轮的金相组织为索氏体。
还可以对空冷后的柔轮胚料进行表面QPQ盐浴处理或也可气体渗氮处理； 渗氮层控制在0.035mm。
由实施例1-3可以看出，本发明通过对淬火和高温回火的温度和时间的优 化，强化了柔轮的力学性能，柔轮热处理后的表面硬度可以达到30～35HRC； 另外淬火时是根据柔轮的尺寸对热处理时间进行优化，从而保证了热处理的稳 定性。
以上所述并非对本发明的技术范围作任何限制，凡依据本发明技术实质对 以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案 的范围内。

Claims (5)

1.一种柔轮热处理工艺，其特征在于：所述热处理工艺包括如下步骤：
(1)将所述柔轮胚料放入箱式电阻炉中；加热至740～760℃保温1～3h；
(2)随炉冷却至200℃出炉；
(3)检验球化组织，判断是否完全球化；
(4)检验退火柔轮胚料的硬度是否为170～210HBS；
(5)将上述出炉的柔轮胚料放入到保护气氛箱式电阻炉；加热至850～870℃；保温时间按所述柔轮胚料的直径Q来计算，所述刚轮胚料的直径为Qmm，则其保温时间为Qmin，保温Qmin后，油淬至室温；
(6)放入回火炉中，在570～590℃保温3～5h回火处理，出炉空冷至室温；
(7)检验空冷后的柔轮胚料的硬度是否达到30-35HRC。
2.其中所述柔轮胚料热处理后的成分及重量百分比为0.36～0.43％的C，0.15～0.35％的Si，0.60～0.90％的Mn，允许残余含量≤0.025％的S，允许残余含量≤0.025％的P，0.60～1.00％的Cr，1.60～2.00％的Ni，允许残余含量≤0.025％的Cu，0.15～0.30％的Mo，余量为铁和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的一种柔轮热处理工艺，其特征在于：所述柔轮热处理后的表面硬度为30～35HRC。
4.根据权利要求1所述的一种柔轮热处理工艺，其特征在于：所述柔轮的金相组织为索氏体。
5.根据权利要求1所述的一种柔轮热处理工艺，其特征在于：还可以对空冷后的柔轮胚料进行表面QPQ盐浴处理或也可气体渗氮处理；渗氮层控制在0.034～0.036mm。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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