CN112359175A - 一种60hrc级传动齿轮的精锻成型工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种60HRC级传动齿轮的精锻成型工艺，该工艺包括下料、淬火‑回火、热循环、渗碳、清洗和成型工序。通过采用淬火‑回火、热循环和渗碳结合的处理工艺，使碳原子有效渗入零件基体，并形成高硬度和强度的碳化物梯度扩散层，有效提升齿轮的心部硬度，改善其使用性能及热处理变形。本发明制得的传动齿轮不仅具有优异的物理机械性能，还具有良好的抗压、耐磨、耐蚀性能。

Description

一种60HRC级传动齿轮的精锻成型工艺
技术领域
本发明属于齿轮加工技术领域，特别涉及一种60HRC级传动齿轮的精锻成型工艺。
背景技术
齿轮传动由于具有功率传动恒定、速比范围大、功率范围广、结构紧凑可靠等优点广泛应用于各种机械设备和仪器仪表中，成为当代机械产品中所占比重最大的一种传动。随着现代生产和科技的不断发展，齿轮传动大量应用于高速、重载、小型、轻量以及大传动比的场合，这些对齿轮传动的强度和可靠性等都提出了更高的要求。
在服役工况中，齿轮在啮合时，两齿面之间存在滚动摩擦和滑动摩擦，同时齿轮根部承受接触、弯曲和冲击等应力。基于以上工况，传动齿轮必须具有较高的强度、较好的冲击初性、优良的耐磨性能、较好的疲劳性能及较高的加工精度等特性。目前传动齿轮的热处理多采用渗碳淬火，但渗碳淬火后的传动齿轮变形严重，而调整热处理参数的改善效果并不明显。
基于以上分析，本发明人对现有的传动齿轮生产工艺进行研究改进，本案由此产生。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种60HRC级传动齿轮的精锻成型工艺，制得的传动齿轮不仅具有优异的物理机械性能，还具有良好的抗压、耐磨、耐蚀性能。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种60HRC级传动齿轮的精锻成型工艺，包括如下步骤：
步骤1，下料：选取钢料，切割备用；
步骤2，淬火-回火：将钢料加热至800-870℃，保温1-2h后用冷却水冷却至室温，然后加热至720-760℃，保温30-50min，先采用水冷至500-550℃，再自然冷却至270-300℃，最后用水冷至室温；
步骤3，热循环：将钢料加热至810-830℃，保温20-30min，再加热至840-850℃，保温30-40min，然后油冷至680-750℃，保温5-10min，加热至760-780℃，保温10-15min，再加热至810-840℃，保温20-30min，然后采用水冷与自然冷却结合，先水冷至550-600℃，再自然冷却至270-320℃，最后用水冷至室温；
步骤4，渗碳：将钢料加热至880-920℃，保温4-6h，水冷至810-840℃，保温20-40min，然后油冷至室温，再加热至150-200℃，保温2-4h，自热冷却至室温；
步骤5，将钢料用油洗净后，压制成型，卸料即可得到传动齿轮。
上述步骤2中，采用40-50℃/min的速度加热，水冷的冷却速度为15-20℃/min。
上述步骤3中，采用50-60℃/min的速度加热至810-830℃，油冷的冷却速度为10-20℃/min，水冷的冷却速度为20-30℃/min。
上述步骤4中，采用45-55℃/min的速度加热至880-920℃，水冷的冷却速度为5-10℃/min，油冷的冷却速度为25-35℃/min。
采用上述方案后，本发明采用淬火-回火、热循环和渗碳结合的处理工艺，使碳原子有效渗入零件基体，并形成高硬度和强度的碳化物梯度扩散层，有效提升齿轮的心部硬度，改善其使用性能及热处理变形。本发明制得的传动齿轮不仅具有优异的物理机械性能，还具有良好的抗压、耐磨、耐蚀性能。
具体实施方式
以下将结合具体实施例，对本发明的技术方案及有益效果进行详细说明。
实施例1
一种60HRC级传动齿轮的精锻成型工艺，包括以下步骤：
步骤1，下料：选取钢料，切割备用。
步骤2，淬火-回火：将钢料用50℃/min的速度加热至800℃，保温1h，用冷却水冷却至室温，然后加热至740℃，保温50min，先用20℃/min的冷却速度水冷至500℃，再自然冷却至270℃，最后用20℃/min的冷却速度水冷至室温。
步骤3，热循环：将钢料用55℃/min的速度加热至820℃，保温20min，再加热至840℃，保温40min，然后用15℃/min的冷却速度油冷至710℃，保温8min，加热至760℃，保温15min，再加热至830℃，保温20min，然后采用水冷与自然冷却结合，先用25℃/min的冷却速度水冷至550℃，再自然冷却至320℃，最后用水冷至室温。
步骤4，渗碳：将用45℃/min的速度钢料加热至900℃，保温5h，用5℃/min的冷却速度水冷至840℃，保温40min，然后用25℃/min的冷却速度油冷至室温，再加热至180℃，保温2h，自热冷却至室温；
步骤5，将钢料用油洗净后，压制成型，卸料即可得到传动齿轮。
实施例2
一种60HRC级传动齿轮的精锻成型工艺，包括以下步骤：
步骤1，下料：选取钢料，切割备用。
步骤2，淬火-回火：将钢料用45℃/min的速度加热至840℃，保温1.5h，用冷却水冷却至室温，然后加热至720℃，保温50min，先用18℃/min的冷却速度水冷至520℃，再自然冷却至290℃，最后用15℃/min的冷却速度水冷至室温。
步骤3，热循环：将钢料用60℃/min的速度加热至830℃，保温30min，再加热至850℃，保温30min，然后用18℃/min的冷却速度油冷至680℃，保温8min，加热至770℃，保温15min，再加热至820℃，保温20min，然后采用水冷与自然冷却结合，先用30℃/min的冷却速度水冷至580℃，再自然冷却至300℃，最后用水冷至室温。
步骤4，渗碳：将用50℃/min的速度钢料加热至920℃，保温5h，用8℃/min的冷却速度水冷至820℃，保温40min，然后用30℃/min的冷却速度油冷至室温，再加热至190℃，保温3h，自热冷却至室温；
步骤5，将钢料用油洗净后，压制成型，卸料即可得到传动齿轮。
实施例3
一种60HRC级传动齿轮的精锻成型工艺，包括以下步骤：
步骤1，下料：选取钢料，切割备用。
步骤2，淬火-回火：将钢料用40℃/min的速度加热至840℃，保温1h，用冷却水冷却至室温，然后加热至720℃，保温50min，先用15℃/min的冷却速度水冷至550℃，再自然冷却至300℃，最后用20℃/min的冷却速度水冷至室温。
步骤3，热循环：将钢料用60℃/min的速度加热至810℃，保温30min，再加热至850℃，保温30min，然后用20℃/min的冷却速度油冷至690℃，保温10min，加热至770℃，保温10min，再加热至840℃，保温30min，然后采用水冷与自然冷却结合，先用30℃/min的冷却速度水冷至590℃，再自然冷却至280℃，最后用水冷至室温。
步骤4，渗碳：将用55℃/min的速度钢料加热至920℃，保温4h，用10℃/min的冷却速度水冷至830℃，保温30min，然后用35℃/min的冷却速度油冷至室温，再加热至150℃，保温4h，自热冷却至室温；
步骤5，将钢料用油洗净后，压制成型，卸料即可得到传动齿轮。
实施例4
一种60HRC级传动齿轮的精锻成型工艺，包括以下步骤：
步骤1，下料：选取钢料，切割备用。
步骤2，淬火-回火：将钢料用50℃/min的速度加热至830℃，保温1h，用冷却水冷却至室温，然后加热至750℃，保温50min，先用20℃/min的冷却速度水冷至525℃，再自然冷却至295℃，最后用20℃/min的冷却速度水冷至室温。
步骤3，热循环：将钢料用55℃/min的速度加热至825℃，保温20min，再加热至850℃，保温40min，然后用15℃/min的冷却速度油冷至735℃，保温8min，加热至775℃，保温15min，再加热至825℃，保温20min，然后采用水冷与自然冷却结合，先用25℃/min的冷却速度水冷至585℃，再自然冷却至305℃，最后用水冷至室温。
步骤4，渗碳：将用45℃/min的速度钢料加热至895℃，保温5h，用5℃/min的冷却速度水冷至815℃，保温40min，然后用25℃/min的冷却速度油冷至室温，再加热至185℃，保温4h，自热冷却至室温；
步骤5，将钢料用油洗净后，压制成型，卸料即可得到传动齿轮。
采用本发明的工艺制得的传动齿轮表面硬度为HRC60～63，有效硬化层控制在0.4～0.6之间，平面控制在0.11之内，圆度在0.05之内。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (4)

1.一种60HRC级传动齿轮的精锻成型工艺，其特征在于包括如下步骤：
步骤1，下料：选取钢料，切割备用；
步骤2，淬火-回火：将钢料加热至800-870℃，保温1-2h后用冷却水冷却至室温，然后加热至720-760℃，保温30-50min，先采用水冷至500-550℃，再自然冷却至270-300℃，最后用水冷至室温；
步骤3，热循环：将钢料加热至810-830℃，保温20-30min，再加热至840-850℃，保温30-40min，然后油冷至680-750℃，保温5-10min，加热至760-780℃，保温10-15min，再加热至810-840℃，保温20-30min，然后采用水冷与自然冷却结合，先水冷至550-600℃，再自然冷却至270-320℃，最后用水冷至室温；
步骤4，渗碳：将钢料加热至880-920℃，保温4-6h，水冷至810-840℃，保温20-40min，然后油冷至室温，再加热至150-200℃，保温2-4h，自热冷却至室温；
步骤5，将钢料用油洗净后，压制成型，卸料即可得到传动齿轮。
2.如权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述步骤2中，采用40-50℃/min的速度加热，水冷的冷却速度为15-20℃/min。
3.如权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述步骤3中，采用50-60℃/min的速度加热至810-830℃，油冷的冷却速度为10-20℃/min，水冷的冷却速度为20-30℃/min。
4.如权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述步骤4中，采用45-55℃/min的速度加热至880-920℃，水冷的冷却速度为5-10℃/min，油冷的冷却速度为25-35℃/min。
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