CN118147422A - 一种解决scm820齿轮粗晶的热处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种解决SCM820齿轮粗晶的热处理工艺，该热处理工艺包括等温正火工艺和强渗淬火工艺，其中等温正火工艺和强渗淬火工艺是先后顺序，热处理部分包含这两种工艺，其它为锻造、机加工工序；其中，等温正火工艺依次包括加热保温工艺、风冷工艺和等温保温工艺，齿轮用SCM820以及较高硅含量的低碳合金钢；本发明通过对热处理工艺进行改进，使SCM820以及较高硅含量的低碳合金齿轮用钢在经过等温正火以及强渗淬火后消除粗晶现象，获得均匀的细针马氏体，保证齿轮的使用性能。
Description
技术领域
本发明涉及热处理技术领域，特别是涉及一种解决SCM820齿轮粗晶的热处理工艺。
背景技术
SCM820为一种特殊进口牌号的齿轮用钢，该材料相对于常用20Cr以及20Cr2，具有较高硅含量高，其含量达到0.5-0.7%；实际生产中发现，该材料的齿轮在经过等温正火、强渗淬火后，齿轮齿部非强渗区域出现粗大的马氏体组织，影响齿轮的使用性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种解决SCM820齿轮粗晶的热处理工艺。
为了解决以上技术问题，本发明的技术方案如下：
一种解决SCM820齿轮粗晶的热处理工艺，该热处理工艺包括等温正火工艺和强渗淬火工艺，其中等温正火工艺和强渗淬火工艺是先后顺序，热处理部分包含这两种工艺，其它为锻造、机加工工序；其中，等温正火工艺依次包括加热保温工艺、风冷工艺和等温保温工艺，齿轮用SCM820以及较高硅含量的低碳合金钢。
作为本发明的优选技术方案，进一步的：
前述的解决SCM820齿轮粗晶的热处理工艺：
加热保温工艺的温度控制为930-950℃，芯部到温并保温1小时；
风冷工艺中，在风冷区内进行整体加热，在进行风冷工艺时，风冷区的风机必须关闭，保持循环风冷却，控制风冷温度450-550℃，且工件在风冷区停留的时间控制在20-30s；
等温保温工艺的温度控制为620-650℃，等温时间4-6小时。
前述的解决SCM820齿轮粗晶的热处理工艺：
强渗淬火工艺中，强渗温度选择低于等温正火中加热保温温度10-20℃；
淬火温度控制为850-860℃，保温时间30-45分钟。
本发明的有益效果是：
本发明通过对热处理工艺进行改进，使SCM820以及较高硅含量的低碳合金齿轮用钢在经过等温正火以及强渗淬火后消除粗晶现象，获得均匀的细针马氏体，保证齿轮的使用性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1和图2为采用常规等温正火工艺后齿轮工件的组织示意图；
图3为采用本发明提供的等温正火工艺后齿轮工件的组织示意图；
图4为采用本发明提供的强渗淬火工艺后齿轮工件的组织示意图。
具体实施方式
为使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施方式并结合附图，对本发明作出进一步详细的说明。
本申请提供了一种解决SCM820齿轮粗晶的热处理工艺；该热处理工艺包括等温正火工艺和强渗淬火工艺，其中等温正火工艺和强渗淬火工艺是先后顺序，热处理部分包含这两种工艺，其它为锻造、机加工工序；其中，等温正火工艺依次包括加热保温工艺、风冷工艺和等温保温工艺。
齿轮用SCM820以及较高硅含量的低碳合金钢，一般具有较高的淬透性；在实际生产过程中发现，使用常规等温正火工艺（常规工艺为加热至930-950℃，风冷2-5min、580-650℃等温），齿轮齿部经金相检测后，局部珠光体中夹杂着粒状贝氏体，参见图1，该组织在最终强渗处理后产生组织遗传，原有贝氏体区域晶粒会聚集长大，导致芯部出现粗大的马氏体，参见图2，影响齿轮使用性能。
基于上述常规等温正火后出现的粗晶现象，本实施例提供的等温正火工艺中；
加热保温工艺的温度控制为930-950℃，芯部到温并保温1小时，风冷工艺中，在风冷区内进行整体加热，在进行风冷工艺时，风冷区的风机必须关闭，保持循环风冷却，风冷室采用内循环冷却，且带加热保温功能、气氛为氮气，除配备强风冷却，还配备循环风扇，（现有国内较好设备都具有上述功能），此工艺需保持循环风冷却，避免强风也就是风机关闭，控制工件冷却速度，控制风冷温度450-550℃，此温度为风冷室控制温度，目的也是为了控制冷却速度，且工件在风冷区停留的时间控制在20-30s；
此工艺主要针对规格较小的齿轮（尤其是差速器齿轮），因工件较小，批量生产时，开启强风冷却会导致不同位置的冷却差异大，且单个零件局部易出现不良组织，因此为了获取晶粒较细的组织并且不出现不良组织，需要通过改变风冷方式、风冷时间以及控制冷却室温度，便于获得均匀且细化的组织，对于大的工件需适当调整。
等温保温工艺的温度控制为620-650℃，等温时间4-6小时；齿轮工件经过上述等温正火工艺后，组织为均匀的片状珠光体，参见图3；
强渗淬火工艺中，强渗温度选择低于等温正火中加热保温温度10-20℃；在本实施例中控制为910-920℃，此温度选择是为了保证组织变化以及晶粒长大程度不高于等温正火，确保最终组织不会再出现不良；钢材中硅含量高会提高材料的奥氏体化温度，因此淬火使用温度不得低于840℃，否则芯部易出现铁素体组织，影响产品性能；
本实施例中淬火温度控制为850-860℃，保温时间30-45分钟，温度过高工件变形可能会大，影响齿轮精度，温度过低（低于840℃），易出现铁素体，影响产品强度；齿轮工件经强渗淬火后芯部组织为均匀、细化的马氏体，无粗晶现象，齿轮性能稳定，参见图4。
由此，本申请的技术方案通过对热处理工艺进行改进，使SCM820以及较高硅含量的低碳合金齿轮用钢在经过等温正火以及强渗淬火后消除粗晶现象，获得均匀的细针马氏体，保证齿轮的使用性能。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式；凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (3)
1.一种解决SCM820齿轮粗晶的热处理工艺，其特征在于，该热处理工艺包括等温正火工艺和强渗淬火工艺，其中等温正火工艺和强渗淬火工艺是先后顺序，热处理部分包含这两种工艺，其它为锻造、机加工工序；其中，等温正火工艺依次包括加热保温工艺、风冷工艺和等温保温工艺，齿轮用SCM820以及较高硅含量的低碳合金钢。
2.根据权利要求1所述的解决SCM820齿轮粗晶的热处理工艺，其特征在于：
加热保温工艺的温度控制为930-950℃，芯部到温并保温1小时；
风冷工艺中，在风冷区内进行整体加热，在进行风冷工艺时，风冷区的风机必须关闭，保持循环风冷却，控制风冷温度450-550℃，且工件在风冷区停留的时间控制在20-30s；
等温保温工艺的温度控制为620-650℃，等温时间4-6小时。
3.根据权利要求2所述的解决SCM820齿轮粗晶的热处理工艺，其特征在于：
强渗淬火工艺中，强渗温度选择低于等温正火中加热保温温度10-20℃；
淬火温度控制为850-860℃，保温时间30-45分钟。
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