CN115838846A - 一种齿轮渗碳后流态粒子炉淬火的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
一种齿轮渗碳后流态粒子炉淬火的工艺方法，齿轮渗碳深度合格后，在石墨粉作为加热介质的流态粒子炉中进行加热淬火处理，包括以下步骤：步骤S1：将流态粒子炉升温到910±10℃后放入渗碳后的齿轮，保温时长≥15min；保温后出炉并在油中冷却；步骤S2：洗涤，洗净齿轮表面油污；步骤S3：冰冷处理；步骤S4：回火。采用石墨粉作为加热介质的流态粒子炉进行渗碳后淬火处理，与传统的保护气氛炉相比，缩短了生产时间，提高了生产效率，节约了成本，且保证产品的渗碳层组织和渗碳淬火后渗碳齿部硬度HRA≥80.5的要求；与传统的中温盐浴炉相比，降低操作过程中人员的危险性、提高安全度、无污染。
Description
技术领域
本发明涉及齿轮热处理技术领域，尤其涉及一种齿轮渗碳后流态粒子炉淬火的工艺方法。
背景技术
现有技术中，有相关专利文献公开了关于齿轮渗碳渗碳、淬火工艺。
如公开号为CN114015970A的专利申请公开了一种低碳钢齿轮构件的渗碳与激光淬火复合强化方法，利用激光表面淬火技术弥补了特殊渗碳单次碳化-扩散过程的硬度不足，使齿轮钢表面硬度达到甚至超过传统渗碳处理的硬度，同时有着淬火变形小、表面整洁度高、疲劳性能好等优点。
又如，公开号为CN110331260A的一种重载齿轮渗碳淬火方法，大控制截面低淬透性材质齿轮现有的淬火方法不能同时实现心部和齿根性能优良且有效控制应力型开裂的问题，实现了重载齿轮渗碳淬火变形可控且无裂纹，硬度、组织、硬化层、力学性能均达到工艺设计要求。
但是，现有公开的技术中，对于齿轮渗碳、淬火的工艺方法往往是针对某一特定材料、特定结构的齿轮进行的热处理工艺。
对于某高合金结构钢齿轮齿部进行渗碳，渗碳深度0.4mm～1.0mm、渗碳淬火后渗碳面硬度HRA≥80.5，渗碳淬火后齿根不允许进行机械加工。该高合金结构钢是一种高温齿轮钢材料，与其它渗碳结构钢相比碳含量较高、合金元素较多，渗碳难度大，渗碳淬火后渗碳层组织难以控制，碳化物的多少直接影响渗碳淬火后的渗碳面硬度。采用传统的设备进行渗碳后淬火，要么由于保温时间长，会在渗碳层表面产生脱碳现象、渗碳层的碳化物组织数量少，无法达到标准要求。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种齿轮渗碳后流态粒子炉淬火的工艺方法，保证渗碳淬火后渗碳齿部硬度HRA≥80.5，渗碳淬火后渗碳表面无脱碳现象。
为实现上述目的，本发明提出一种齿轮渗碳后流态粒子炉淬火的工艺方法，齿轮渗碳深度合格后，在石墨粉作为加热介质的流态粒子炉中进行加热淬火处理，包括以下步骤：
步骤S1：将流态粒子炉升温到910±10℃后放入渗碳后的齿轮，保温时长≥15min；保温后出炉并在油中冷却；
步骤S2：洗涤，洗净齿轮表面油污；
步骤S3：冰冷处理；
步骤S4：回火。
优选的，将齿轮放入流态粒子炉进行淬火之前，先对齿轮进行清洗，干燥后方可装炉。
优选的，对齿轮进行清洗时，采用的清洗剂为丙酮或酒精或FDS166航空清洗剂。
优选的，在步骤S3中进行冰冷处理时，淬火结束至冰冷处理开始时间间隔不超过2小时。
优选的，在步骤S3中，冰冷处理的具体操作为：将冰冷处理设备温度设定在-60～-80℃，将齿轮入炉，保温时长为3～3.5h，出炉后在空气中将齿轮恢复至室温。
优选的，在步骤S4进行回火时，冰冷处理结束至回火开始的间隔时间不超过2小时。
优选的，在步骤S4中，回火的方法为：将回火设备温度设定在300～350℃，将齿轮入炉，保温时长≥4h，保温结束后出炉并在空气中冷却。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果如下：
采用石墨粉作为加热介质的流态粒子炉进行渗碳后淬火处理，与传统的保护气氛炉相比，缩短了生产时间，提高了生产效率，节约了成本，且保证产品的渗碳层组织和渗碳淬火后渗碳齿部硬度HRA≥80.5的要求；与传统的中温盐浴炉相比，降低操作过程中人员的危险性、提高安全度、无污染。
附图说明
图1是齿轮采用流态粒子炉渗碳后淬火的渗碳层组织状态；
图2是齿轮渗碳淬火后渗碳层的硬度曲线图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
一种齿轮渗碳后流态粒子炉淬火的工艺方法，齿轮渗碳深度合格后，在石墨粉作为加热介质的流态粒子炉中进行加热淬火处理，包括以下步骤：
步骤S1：将流态粒子炉升温到910℃后放入渗碳后的齿轮，保温时长为20min；保温后出炉并在油中冷却；将齿轮放入流态粒子炉进行淬火之前，先对齿轮进行清洗，采用的清洗剂为丙酮或酒精或FDS166航空清洗剂，干燥后方可装炉；
步骤S2：洗涤，洗净齿轮表面油污；
步骤S3：冰冷处理：淬火结束至冰冷处理开始时间间隔不超过2小时，冰冷处理的具体操作为：将冰冷处理设备温度设定在-60℃，将齿轮入炉，保温时长为3h，出炉后在空气中将齿轮恢复至室温；
步骤S4：回火：冰冷处理结束至回火开始的间隔时间不超过2小时；回火的方法为：将回火设备温度设定在300℃，将齿轮入炉，保温时长为4h，保温结束后出炉并在空气中冷却
实施例二：
一种齿轮渗碳后流态粒子炉淬火的工艺方法，齿轮渗碳深度合格后，在石墨粉作为加热介质的流态粒子炉中进行加热淬火处理，包括以下步骤：
步骤S1：将流态粒子炉升温到915℃后放入渗碳后的齿轮，保温时长为15min；保温后出炉并在油中冷却；将齿轮放入流态粒子炉进行淬火之前，先对齿轮进行清洗，采用的清洗剂为丙酮或酒精或FDS166航空清洗剂，干燥后方可装炉；
步骤S2：洗涤，洗净齿轮表面油污；
步骤S3：冰冷处理：淬火结束至冰冷处理开始时间间隔不超过2小时，冰冷处理的具体操作为：将冰冷处理设备温度设定在-70℃，将齿轮入炉，保温时长为3.2h，出炉后在空气中将齿轮恢复至室温；
步骤S4：回火：冰冷处理结束至回火开始的间隔时间不超过2小时；回火的方法为：将回火设备温度设定在330℃，将齿轮入炉，保温时长为4h，保温结束后出炉并在空气中冷却
实施例三：
一种齿轮渗碳后流态粒子炉淬火的工艺方法，齿轮渗碳深度合格后，在石墨粉作为加热介质的流态粒子炉中进行加热淬火处理，包括以下步骤：
步骤S1：将流态粒子炉升温到920℃后放入渗碳后的齿轮，保温时长为25min；保温后出炉并在油中冷却；将齿轮放入流态粒子炉进行淬火之前，先对齿轮进行清洗，采用的清洗剂为丙酮或酒精或FDS166航空清洗剂，干燥后方可装炉；
步骤S2：洗涤，洗净齿轮表面油污；
步骤S3：冰冷处理：淬火结束至冰冷处理开始时间间隔不超过2小时，冰冷处理的具体操作为：将冰冷处理设备温度设定在-80℃，将齿轮入炉，保温时长为3.5h，出炉后在空气中将齿轮恢复至室温；
步骤S4：回火：冰冷处理结束至回火开始的间隔时间不超过2小时；回火的方法为：将回火设备温度设定在350℃，将齿轮入炉，保温时长为4.5h，保温结束后出炉并在空气中冷却
对上述三组实施例说得到齿轮进行检测，采用流态粒子炉渗碳后淬火的渗碳层组织状态如图1所示(只显示了实施例一的渗碳层组织状态)，可以看到4～5级碳化物数量多，碳化物形态良好，无脱碳现象。
齿轮渗碳淬火后渗碳层的硬度曲线图如图2所示，渗碳淬火后的渗碳齿部硬度HRA≥80.5。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书内容所做的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种齿轮渗碳后流态粒子炉淬火的工艺方法，其特征在于，齿轮渗碳深度合格后，在石墨粉作为加热介质的流态粒子炉中进行加热淬火处理，包括以下步骤：
步骤S1：将流态粒子炉升温到910±10℃后放入渗碳后的齿轮，保温时长≥15min；保温后出炉并在油中冷却；
步骤S2：洗涤，洗净齿轮表面油污；
步骤S3：冰冷处理；
步骤S4：回火。
2.如权利要求1所述的一种齿轮渗碳后流态粒子炉淬火的工艺方法，其特征在于，将齿轮放入流态粒子炉进行淬火之前，先对齿轮进行清洗，干燥后方可装炉。
3.如权利要求2所述的一种齿轮渗碳后流态粒子炉淬火的工艺方法，其特征在于，对齿轮进行清洗时，采用的清洗剂为丙酮或酒精或FDS166航空清洗剂。
4.如权利要求1所述的一种齿轮渗碳后流态粒子炉淬火的工艺方法，其特征在于，在步骤S3中进行冰冷处理时，淬火结束至冰冷处理开始时间间隔不超过2小时。
5.如权利要求1所述的一种齿轮渗碳后流态粒子炉淬火的工艺方法，其特征在于，在步骤S3中，冰冷处理的具体操作为：将冰冷处理设备温度设定在-60～-80℃，将齿轮入炉，保温时长为3～3.5h，出炉后在空气中将齿轮恢复至室温。
6.如权利要求1所述的一种齿轮渗碳后流态粒子炉淬火的工艺方法，其特征在于，在步骤S4进行回火时，冰冷处理结束至回火开始的间隔时间不超过2小时。
7.如权利要求1所述的一种齿轮渗碳后流态粒子炉淬火的工艺方法，其特征在于，在步骤S4中，回火的方法为：将回火设备温度设定在300～350℃，将齿轮入炉，保温时长≥4h，保温结束后出炉并在空气中冷却。
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