CN114182069B - 一种小型齿轮用钢的退火方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种小型齿轮用钢的退火方法，特点是包括以下步骤（1）将小型齿轮用钢材料置于加热炉中用2个小时升温到750±10℃，在750±10℃保温2小时；（2）将步骤（1）处理得到的材料用时2小时从750±10℃随炉冷却至680±10℃；（3）将步骤（2）处理得到的材料用1小时升温到750±10℃，在750±10℃保温2小时；（4）将步骤（3）得到的材料从750±10℃随炉冷却至680±10℃，在680±10℃保温4小时；（5）将步骤（4）得到的材料从井式炉中出炉空冷至室温，得到硬度在62‑65HRB的小型齿轮用钢，优点是能保证产品硬度更低，且成型性能更优，效率更高，更节能环保。
Description
技术领域
本发明涉及一种小型齿轮用钢的退火方法，尤其是涉及一种低碳钢、中碳钢、低碳合金钢的小型齿轮冷挤压成型退火方法。
背景技术
化学成分在C0.12-0.30，Si≤0.50，Mn0.6-1.5，P≤0.035，S≤0.035，Cr≤1.30的低碳钢、中碳钢、低碳合金钢等小型齿轮用钢通常采用冷挤压方式成形，可以提高材料的利用率，冷挤压对材料的硬度和金相组织有特别的要求，一般要求材料的硬度小于65HRB，金相组织中珠光体呈球状或点状，这样才能保证冷挤压顺利进行，冷挤压常用的退火方式为软化退火（软化退火工艺如图1），该退火工艺在井式炉中进行，软化退火温度高，能耗高，易脱碳，必须要有丙烷或甲醇作保护气氛，保护气氛易燃易爆，存在安全隐患，而且处理时间长，一般的处理时间达50-60小时，效率低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能保证产品硬度更低，且成型性能更优，效率更高，更节能环保的小型齿轮用钢的退火方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种小型齿轮用钢的退火方法，包括以下步骤：
（1）将小型齿轮用钢材料置于加热炉中用2个小时升温到750±10℃，在750±10℃保温2小时，使材料进行奥氏体化转变，材料中的部份块状珠光体溶解在奥氏体中；
（2）将步骤（1）处理得到的材料用时2小时从750±10℃随炉冷却至680±10℃，从奥氏体中析出部分小颗粒的球状珠光体；
（3）将步骤（2）处理得到的材料用1小时升温到750±10℃，在750±10℃保温2小时，将材料中未溶的块状珠光体继续溶解在奥氏体中；
（4）将步骤（3）得到的材料从750±10℃随炉冷却至680±10℃，从奥氏体中析出部分小颗粒的球状珠光体，在680±10℃保温4小时，将溶解在奥氏体中碳化物全部转变成球状珠光体；
（5）将步骤（4）得到的材料从井式炉中出炉空冷至室温，得到硬度在62-65HRB的小型齿轮用钢。
优选的包括以下步骤：
（1）将小型齿轮用钢材料置于加热炉中用2个小时升温到750℃，在750℃保温2小时；
（2）将步骤（1）处理得到的材料用时2小从750℃随炉冷却至680℃；
（3）将步骤（2）处理得到的材料用1小时升温到750℃，在750℃保温2小时；
（4）将步骤（3）得到的材料从75010℃随炉冷却至680℃，在680℃保温4小时；
（5）将步骤（4）得到的材料从井式炉中出炉空冷至室温，得到硬度在62-65HRB的小型齿轮用钢。
所述的小型齿轮用钢材料包括17B2或10B21。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、退火温度低，节省大量的电能
2、不需要用丙烷或甲醇作保护气氛，无易燃易爆的安全隐患，同时符合低碳经济的要求；
3、大大缩短了生产周期，是传统退火周期的四分之一，提高了生产效率的同时，也节约了电能；
4、新退火工艺退火后，硬度完全能控制在65HRB以下，这个硬度是非常适合齿轮冷挤压成形，成形后齿轮尺寸稳定，而且挤压所用的模具寿命大幅提高，提高5倍多（如表3所示）。
附图说明
图1为软化退火工艺；
图2为新退火工艺；
图3为爪形齿轮轴退火前毛坯状态；
图4为爪形齿轮轴冷挤压成型后状态；
图5为直齿内外齿齿轮轴退火前毛坯状态；
图6为直齿内外齿齿轮轴冷挤压成型后状态。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
一、具体实施例
实施例1
一种小型齿轮用钢的退火方法，如图2所示，包括以下步骤：
（1）将小型齿轮用钢材料置于加热炉中用2个小时升温到750℃，在750℃保温2小时，使材料进行奥氏体化转变，材料中的部份块状珠光体溶解在奥氏体中；
（2）将步骤（1）处理得到的材料用时2小时从750℃随炉冷却至680℃，从奥氏体中析出部分小颗粒的球状珠光体；
（3）将步骤（2）处理得到的材料用1小时升温到750℃，在750℃保温2小时，将材料中未溶的块状珠光体继续溶解在奥氏体中；
（4）将步骤（3）得到的材料从750℃随炉冷却至680℃，从奥氏体中析出部分小颗粒的球状珠光体，在680℃保温4小时，将溶解在奥氏体中碳化物全部转变成球状珠光体；
（5）将步骤（4）得到的材料从井式炉中出炉空冷至室温，得到硬度在62-65HRB的小型齿轮用钢。经检测金相组织中珠光体呈球状完全符合齿轮冷挤压的要求。上述小型齿轮用钢材料为17B2。
实施例2
同上述实施例1，其区别在于
（1）将小型齿轮用钢材料置于加热炉中用2个小时升温到740℃，在740℃保温2小时；
（2）将步骤（1）处理得到的材料用2小时从740℃随炉冷却至670℃；
（3）将步骤（2）处理得到的材料用1小时升温到740℃，在740℃保温2小时；
（4）将步骤（3）得到的材料从740℃随炉冷却至670℃，在670℃保温4小时；
（5）将步骤（4）得到的材料从井式炉中出炉空冷至室温，得到硬度在62-65HRB的小型齿轮用钢。
实施例3
同上述实施例1，其区别在于
（1）将小型齿轮用钢材料置于加热炉中用2个小时升温到760℃，在760℃保温2小时；
（2）将步骤（1）处理得到的材料用2小时从760℃随炉冷却至690℃；
（3）将步骤（2）处理得到的材料用1小时升温到760℃，在760℃保温2小时；
（4）将步骤（3）得到的材料从760℃随炉冷却至690℃，在690℃保温4小时；
（5）将步骤（4）得到的材料从井式炉中出炉空冷至室温，得到硬度在62-65HRB的小型齿轮用钢。
实施例4
同上述实施例1，其区别在于将小型齿轮用钢材料替换为10B21。
二、 对比试验
随机抽取5个由实施例1退火方法制得小型齿轮用钢产品，每个产品上在不同位置上检测硬度。
1、新工艺退火后每个产品的性能测试如表1
表1 新工艺退火后产品硬度
。
2、采用原软化退火方法（如图1所示）后上述每个产品以及相应位置的性能测试如表2所示
表2 原软化退火后产品硬度
。
3、模具寿命对比如表3
表3 挤压模具挤压数量对比表
。
上述说明并非对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例。本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内，做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种小型齿轮用钢的退火方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将小型齿轮用钢材料置于加热炉中用2个小时升温到750℃，在750℃保温2小时；
（2）将步骤（1）处理得到的材料用时2小时从750℃随炉冷却至680℃；
（3）将步骤（2）处理得到的材料用1小时升温到750℃，在750℃保温2小时；
（4）将步骤（3）得到的材料从750℃随炉冷却至680℃，在680℃保温4小时；
（5）将步骤（4）得到的材料从井式炉中出炉空冷至室温，得到硬度在62-65HRB的小型齿轮用钢。
2.根据权利要求1所述的一种小型齿轮用钢的退火方法，其特征在于：所述的小型齿轮用钢材料包括17B2或10B21。
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