本发明属于齿轮加工技术领域,具体涉及一种高性能42crmo齿轮的制作方法。
背景技术:
关于42crmo齿轮轴热处理工艺,以下的专利文献进行过披露:
cn105714087a披露了一种42crmo齿轮轴热处理工艺,其特征在于,包括如下步骤,1)正火:将正火炉加热到870℃-880℃,保温1h,然后按照20℃/s空冷;2)调质:将工件加热到840℃,然后油冷淬火,保温1h,再放入480℃回火炉中进行回火,保温1-1.5h,空冷;3)感应加热淬火:在感应炉中将工件加热到890℃-900℃,保温时间35s,空冷,冷却速度65℃/s;4)低温回火:再次将工件加热到150—180℃,保温2.5h,空冷,冷却速度20℃/s。
以上的工艺,仅针对于42crmo齿轮轴热处理的工艺进行改进,使得处理后的齿轮各方面的性能都得到显著的提升。但是关于无损检测以确保齿轮内部和表面质量状况满足要求方面、以及如何提高齿轮的抗回火能力及耐磨性能方面,上述的专利文献并未提及。
技术实现要素:
为了解决上述的技术问题,本发明提供了一种内部质量高、性能优异、表面硬度均匀的齿轮的制作方法。
一种高性能42crmo齿轮的制作方法的方法,该方法包括:确定工艺流程,并且对确定工艺流程中模锻成形工艺参数进行数值模拟和优化,然后采用指定原材料,经料坯加热、模锻成形、正火热处理、粗车、调质处理、精车处理,获得高性能42crmo齿轮。
上述的调质处理包括:无损检测、水冷淬火+回火处理、表面硬度检测;其中有水冷时进行表面硬度检测;通过无损检测确定表面质量及内部质量合格之后,再进行水冷淬火回火,并实施淬火回火处理。
模锻成形的艺包括以下的步骤:利用附图1、附图2和附图3组成的组合模具,对加热好的料坯实施成形,其主要步骤包括:
2.1将预热至300℃左右的附图3所示的模具放入附图1所示模具中;
2.2将加热好的料坯,去除表面氧化皮之后,放入2.1所述组合模具中,实施镦粗,至料坯高度与图1所示模具内腔平齐;
2.3将预热至300℃左右的附图2所示模具放在2.2所述组合体的上面,保持凸台部位向下,利用油压机的上锤头将附图2所示模具压入附图1所示模具内腔,至附图2所示模具与外模圈上平面平齐;
2.4采用φ120冲头从上向下冲去芯料后,脱模出坯,齿轮模锻成形完成。
第一齿轮模具为筒状结构;用于保证齿轮外圆成形;
第二齿轮模具为下部带有两个凸台的平板状,所述的两个凸台形状和大小相同;所述的两个凸台关于第二齿轮模具的竖向中心轴线对称;第二齿轮模具用于保证齿轮上部槽的成形;
第三齿轮模具为上部带有两个凸台的平板状,所述的两个凸台形状和大小相同;所述的两个凸台关于第二齿轮模具的竖向中心轴线对称;第三齿轮模具用于保证齿轮下部槽的成形。
第二齿轮模具与第三齿轮模具呈轴对称。
本发明所提供的一种高性能42crmo齿轮的制作方法的方法,包括以下的步骤:
(1)确定所要采取的工艺流程;
(2)模锻成形工艺策划及数值模拟;
(3)根据数值模拟结果进行模锻工艺优化,并确定最终模锻方案,开始模具制作;所制作的模具分别如附图1、2、3所示;
(4)原材料复验,检验各项化学成分是否符合技术规范;若是检验各项化学成分符合技术规范之后,则进行(5);
(5)根据锻造工艺确定料坯的规格和尺寸,下料;
(6)料坯加热:依据加热工艺,对料坯实施加热,同时预热模具;
(7)模锻成形:依据策划的模锻成形工艺,实施齿轮的胎模锻造成形;
(8)正火处理:待模锻成形的齿轮锻件冷却至室温后,测量各部尺寸,确保各部尺寸满足技术要求之后,将齿轮锻件按照正火工艺实施正火处理;
(9)粗车:对正火处理结束的毛坯,依据调质前粗车图纸进行粗车;
(10)无损检测:对粗车完成的齿轮锻件实施无损检测,确保其表面质量和内部质量合格后,实施淬火回火处理;
(11)水冷淬火+回火处理:对无损检测合格的齿轮锻件,依据水冷淬火回火工艺,实施淬火回火处理;其中,水冷时,将出炉后的齿轮预冷至表面约760℃,水冷3min,空冷50s;水冷2min,空冷1.5min;水冷2min,及时转入炉内进行回火处理;
(12)表面硬度检测:对淬火回火后的齿轮实施表面硬度检测,确保其表面硬度及其均匀性合格;
(13)精车:依据精车图纸对表面硬度合格的齿轮锻件进行精车,使各部尺寸及表面质量达到合格产品的要求。
采用本发明的工艺所制作的齿轮,其有益效果在于:
(1)采用胎模锻成形,可以在齿轮本体获得良好的宏观纤维流向,齿轮内部组织致密、均匀;
(2)在水冷淬火回火处理前,对齿轮实施无损检测,有利于确保齿轮内部和表面质量状况满足使用要求;
(3)采用水冷淬火回火处理,齿轮本体的抗回火能力更高,耐磨性更好。
附图说明
图1为实施例1中的第一齿轮模具;
图2为实施例1中的第二齿轮模具;
图3为实施例1中的第三齿轮模具;
图4为齿轮正火工艺曲线;
图5为齿轮调质处理工艺曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明,以便本领域的技术人员更了解本发明,但并不因此限制本发明。
实施例1
一种高性能42crmo齿轮的制作方法的方法,包括以下的步骤:
(1)确定所要采取的工艺流程;
(2)模锻成形工艺策划及数值模拟;
(3)根据数值模拟结果进行模锻工艺优化,并确定最终模锻方案,开始模具制作;
(4)原材料复验,检验各项化学成分是否符合技术规范;
(5)根据锻造工艺确定料坯的规格和尺寸,下料;
(6)料坯加热:依据加热工艺,对料坯实施加热,同时预热模具;
(7)模锻成形:依据策划的模锻成形工艺,实施齿轮的胎模锻造成形;模锻成形的艺包括以下的步骤:利用附图1、附图2和附图3组成的组合模具,对加热好的料坯实施成形,其主要步骤包括:
2.1将预热至300℃左右的附图3(第三齿轮模具)所示的模具放入附图1所示模具(第一齿轮模具)中;
2.2将加热好的料坯,去除表面氧化皮之后,放入2.1所述组合模具中,实施镦粗,至料坯高度与图1所示模具内腔平齐;
2.3将预热至300℃左右的附图2所示模具放在2.2所述组合体的上面,保持凸台部位向下,利用油压机的上锤头将附图2(第二齿轮模具)所示模具压入附图1所示模具内腔,至附图2所示模具与外模圈上平面平齐;
2.4采用φ120冲头从上向下冲去芯料后,脱模出坯,齿轮模锻成形完成;
本发明中,所提及的齿轮模具有如下的特点:
第一齿轮模具为筒状结构;用于保证齿轮外圆成形;
第二齿轮模具为下部带有两个凸台的平板状,所述的两个凸台形状和大小相同;所述的两个凸台关于第二齿轮模具的竖向中心轴线对称;第二齿轮模具用于保证齿轮上部槽的成形;
第三齿轮模具为上部带有两个凸台的平板状,所述的两个凸台形状和大小相同;所述的两个凸台关于第二齿轮模具的竖向中心轴线对称;第三齿轮模具用于保证齿轮下部槽的成形。第二齿轮模具与第三齿轮模具呈轴对称。
(8)正火处理:待模锻成形的齿轮锻件冷却至室温后,测量各部尺寸,确保各部尺寸满足技术要求之后,将齿轮锻件按照正火工艺实施正火处理;
(9)粗车:对正火处理结束的毛坯,依据调质前粗车图纸进行粗车;
(10)无损检测:对粗车完成的齿轮锻件实施无损检测,确保其表面质量和内部质量合格后,实施淬火回火处理;
(11)水冷淬火+回火处理:对无损检测合格的齿轮锻件,依据水冷淬火回火工艺,实施淬火回火处理;其中,水冷时;将出炉后的齿轮预冷至表面约760℃,水冷3min,空冷50s;水冷2min,空冷1.5min;水冷2min,及时转入炉内进行回火处理;
(12)表面硬度检测:对淬火回火后的齿轮实施表面硬度检测,确保其表面硬度及其均匀性合格;
(13)精车:依据精车图纸对表面硬度合格的齿轮锻件进行精车,使各部尺寸及表面质量达到合格产品的要求。