汽车齿轮的渗碳淬火工艺的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种汽车齿轮的渗碳淬火工艺，使用井式气体渗碳炉对汽车齿进行渗碳处理，包括以下步骤：a)一级预热：将炉内的温度逐渐升至880±5℃后将汽车齿轮放置于炉内，将炉内温度下降至750±5℃，保温30min，这种汽车齿轮的渗碳淬火工艺采用重复预热和扩散的方式，使汽车齿轮在渗碳成品后有效渗碳层的深度达到1.1～1.2mm，表面硬度为58～62HRC，提高零件的耐磨性、强度和疲劳极限，充分发挥齿轮材料的机械性能，而且并未产生例如直径变化、齿顶圆及内孔的不均匀变化、平面翘曲以及齿间尺寸变化等畸变，保证了汽车齿轮的可靠性和使用寿命。
【专利说明】汽车齿轮的渗碳淬火工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及热处理【技术领域】，尤其涉及一种汽车齿轮的渗碳淬火工艺。
【背景技术】
[0002]热处理工艺是指零件热处理作业的全过程，完整的热处理工艺，不但能优质高效的生产出合格的产品，提高产品的服役寿命，而且能够降低生产成本，提高企业的效益。
[0003]化学热处理是表面合金化与热处理相结合的一项工艺技术，它是将金属或合金工件置于一定温度的活性介质中保温，是一种或者几种元素渗入工件表层中，配以不同的后续热处理，通过表面合金化实现表面强化，在提高表面强度、硬度、耐磨等性能的同时，保持心部的强韧性，是产品具有更高的综合力学性能，其中渗碳是为了增加钢件表层的碳含量和一定的碳浓度梯度，将钢件在渗碳介质中加热并保温，使碳原子渗入表层的化学热处理工艺。渗碳后淬火回火，能使零件表面硬度提高、耐磨，而心部韧性好。
[0004]汽车齿轮通过渗碳淬火工艺能够改变内部组织，提高零件的耐磨性、强度和疲劳极限，充分发挥齿轮材料的机械性能，提高汽车齿轮的稳定性和使用寿命，传统的对于汽车齿轮的渗碳淬火工艺，齿轮成品后会产生例如直径变化、齿顶圆及内孔的不均匀变化、平面翘曲以及齿间尺寸变化等畸变，这严重影响到汽车齿轮的机械性能，甚至造成齿轮的报废。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是:为了解决现有技术中对汽车齿轮的渗碳工艺成品后渗碳之后会产生例如直径变化、齿顶圆及内孔的不均匀变化、平面翘曲以及齿间尺寸变化等畸变，这严重影响到汽车齿轮的机械性能，甚至造成齿轮的报废的问题，本发明提供了一种汽车齿轮的渗碳淬火工艺来解决上述问题。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种汽车齿轮的渗碳淬火工艺，使用井式气体渗碳炉对汽车齿进行渗碳处理，包括以下步骤:
[0007]a) 一级预热:将炉内的温度逐渐升至880±5°C后将汽车齿轮放置于炉内，将炉内温度下降至750±5°C,保温30min ；
[0008]b) 二级预热:在80min中将炉内温度逐渐升至910±5°C，在80min内持续滴入甲醇，滴甲醇的量为170±5滴/min，在80min的后30min内持续滴煤油，滴煤油的量为170±5滴 /min ；
[0009]c)排气:在35min内将炉内空气排空并且持续滴煤油，滴煤油的量为185 ±5滴/min ；
[0010]d)强渗:将炉内温度升至920±5°C，碳势为1.2% Cp，炉压为15?20Pa，保温100±10min并滴煤油，滴煤油的量为35滴/min ；
[0011]e) 一级扩散:将炉内温度降至900±5°C，碳势为1.03% Cp，炉压为10?15Pa，保温80±5min并滴煤油，滴煤油的量为28滴/min ；
[0012]f) 二级扩散:将炉内温度降至880±5°C，碳势为0.82% Cp，炉压为10?15Pa，保温60±5min并滴煤油，滴煤油的量为22滴/min ；
[0013]g)预冷:在10min中将炉内温度逐渐降至850±5°C并滴甲醇和煤油，滴煤油的量为15滴/min，滴甲醇的量为25滴/min，碳势为0.8% Cp,炉压为10?15Pa，再保温50min并且滴甲醇，滴甲醇的量为25滴/min ；
[0014]h)淬火:将汽车齿轮出炉进行油淬，淬火油的温度控制在70±5°C ；
[0015]i)清洗:去除汽车齿轮表面的油溃，清洗液温度控制在65±5°C ；
[0016]j)回火:进行低温回火，控制炉内温度165±5°C，时间为80?10min ；
[0017]k)冷却:将汽车齿轮从炉中取出进行空冷。
[0018]作为优选，在所述步骤i)清洗后将汽车齿轮置于在75±10°C的环境中干燥。
[0019]作为优选，所述淬火油为快速光亮淬火油。
[0020]本发明的有益效果是，这种汽车齿轮的渗碳淬火工艺采用重复预热和扩散的方式，使汽车齿轮在渗碳成品后有效渗碳层的深度达到1.1?1.2mm，表面硬度为58?62HRC，提高零件的耐磨性、强度和疲劳极限，充分发挥齿轮材料的机械性能，而且并未产生例如直径变化、齿顶圆及内孔的不均匀变化、平面翘曲以及齿间尺寸变化等畸变，保证了汽车齿轮的可靠性和使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0022]图1是本发明汽车齿轮的渗碳淬火工艺的最优实施例的工艺曲线图。
【具体实施方式】
[0023]现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0024]本发明提供了一种汽车齿轮的渗碳淬火工艺，使用井式气体渗碳炉对汽车变速箱中的变速器齿轮进行渗碳处理，材质为20CrMnTi，包括以下步骤:
[0025]a) 一级预热:将炉内的温度逐渐升至880±5°C后将汽车齿轮放置于炉内，将炉内温度下降至750±5°C,保温30min ；
[0026]b) 二级预热:在80min中将炉内温度逐渐升至910±5°C，在80min内持续滴入甲醇，滴甲醇的量为170±5滴/min，在80min的后30min内持续滴煤油，滴煤油的量为170±5滴 /min ；
[0027]c)排气:在35min内将炉内空气排空并且持续滴煤油，滴煤油的量为185 ±5滴/min ；
[0028]d)强渗:将炉内温度升至920±5°C，碳势为1.2% Cp，炉压为15?20Pa，保温100±10min并滴煤油，滴煤油的量为35滴/min ；
[0029]e) 一级扩散:将炉内温度降至900±5°C，碳势为1.03% Cp，炉压为10?15Pa，保温80±5min并滴煤油，滴煤油的量为28滴/min ；
[0030]f) 二级扩散:将炉内温度降至880±5°C，碳势为0.82% Cp，炉压为10?15Pa，保温60±5min并滴煤油，滴煤油的量为22滴/min ；
[0031]g)预冷:在10min中将炉内温度逐渐降至850±5°C并滴甲醇和煤油，滴煤油的量为15滴/min，滴甲醇的量为25滴/min，碳势为0.8% Cp，炉压为10?15Pa，再保温50min并且滴甲醇，滴甲醇的量为25滴/min ；
[0032]h)淬火:将汽车齿轮出炉进行油淬，淬火油的温度控制在70±5°C ；
[0033]i)清洗:去除汽车齿轮表面的油溃，清洗液温度控制在65±5°C ；
[0034]j)回火:进行低温回火，控制炉内温度165±5°C，时间为80?10min ；
[0035]k)冷却:将汽车齿轮从炉中取出进行空冷。
[0036]在所述步骤i)清洗后将汽车齿轮置于在75±10°C的环境中干燥，所述淬火油为快速光亮淬火油。
[0037]这种汽车齿轮的渗碳淬火工艺采用重复预热和扩散的方式，使汽车齿轮在渗碳成品后有效渗碳层的深度达到1.1?1.2mm，表面硬度为58?62HRC，提高零件的耐磨性、强度和疲劳极限，充分发挥齿轮材料的机械性能，而且并未产生例如直径变化、齿顶圆及内孔的不均匀变化、平面翘曲以及齿间尺寸变化等畸变，保证了汽车齿轮的可靠性和使用寿命。
[0038]为了进一步说明本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
[0039]实施例
[0040]使用井式气体渗碳炉对汽车变速箱中的变速器齿轮进行渗碳处理，材质为20CrMnTi，如图1所示，包括以下步骤:
[0041]a) 一级预热:将炉内的温度逐渐升至880°C后将汽车齿轮放置于炉内，将炉内温度下降至750°C,保温30min ；
[0042]b) 二级预热:在80min中将炉内温度逐渐升至910°C，在80min内持续滴入甲醇，滴甲醇的量为170滴/min，在80min的后30min内持续滴煤油，滴煤油的量为170滴/min ；
[0043]c)排气:在35min内将炉内空气排空并且持续滴煤油，滴煤油的量为185滴/min ；
[0044]d)强渗:将炉内温度升至920°C，碳势为1.2% Cp，炉压为15?20Pa，保温10min并滴煤油，滴煤油的量为35滴/min ；
[0045]e) 一级扩散:将炉内温度降至900°C，碳势为1.03% Cp，炉压为10?15Pa，保温80min并滴煤油，滴煤油的量为28滴/min ；
[0046]f) 二级扩散:将炉内温度降至880°C，碳势为0.82% Cp，炉压为10?15Pa，保温60min并滴煤油，滴煤油的量为22滴/min ；
[0047]g)预冷:在10min中将炉内温度逐渐降至850°C并滴甲醇和煤油，滴煤油的量为15滴/min，滴甲醇的量为25滴/min，碳势为0.8% Cp,炉压为10?15Pa，再保温50min并且滴甲醇，滴甲醇的量为25滴/min ；
[0048]h)淬火:将汽车齿轮出炉进行油淬，淬火油的温度控制在70°C ；
[0049]i)清洗:去除汽车齿轮表面的油溃，清洗液温度控制在65°C ；
[0050]i’ )将汽车齿轮置于在75°C的环境中干燥；
[0051]j)回火:进行低温回火,控制炉内温度165°C,时间为90min ;
[0052]k)冷却:将汽车齿轮从炉中取出进行空冷。
[0053]对本实施例渗碳处理后的汽车齿轮进行性能测定，其中深度达到1.1mm，表面硬度为61.2HRC，内孔失圆为0.03mm，齿面鼓形量为0.01，说明畸变程度极小，复合生产要求。
[0054]以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【权利要求】
1.一种汽车齿轮的渗碳淬火工艺，其特征在于:使用井式气体渗碳炉对汽车齿进行渗碳处理，包括以下步骤: a)一级预热:将炉内的温度逐渐升至880±5°C后将汽车齿轮放置于炉内，将炉内温度下降至750±5°〇，保温301^11 ； b)二级预热:在80min中将炉内温度逐渐升至910±5°C，在80min内持续滴入甲醇，滴甲醇的量为170±5滴/min，在80min的后30min内持续滴煤油，滴煤油的量为170±5滴/min ； c)排气:在35min内将炉内空气排空并且持续滴煤油，滴煤油的量为185±5滴/min； d)强渗:将炉内温度升至920±5°C，碳势为1.2%Cp，炉压为15?20Pa，保温10ilOmin并滴煤油，滴煤油的量为35滴/min ； e)一级扩散:将炉内温度降至900±5°C，碳势为1.03% Cp，炉压为10?15Pa，保温80±5min并滴煤油，滴煤油的量为28滴/min ； f)二级扩散:将炉内温度降至880±5°C，碳势为0.82% Cp，炉压为10?15Pa，保温60±5min并滴煤油，滴煤油的量为22滴/min ； g)预冷:在10min中将炉内温度逐渐降至850±5°C并滴甲醇和煤油，滴煤油的量为15滴/min，滴甲醇的量为25滴/min，碳势为0.8% Cp，炉压为10?15Pa，再保温50min并且滴甲醇，滴甲醇的量为25滴/min ； h)淬火:将汽车齿轮出炉进行油淬，淬火油的温度控制在70±5°C； i)清洗:去除汽车齿轮表面的油溃，清洗液温度控制在65±5°C； j)回火:进行低温回火，控制炉内温度165±5°C，时间为80?10min ； k)冷却:将汽车齿轮从炉中取出进行空冷。
2.如权利要求1所述的汽车齿轮的渗碳淬火工艺，其特征在于:在所述步骤i)清洗后将汽车齿轮置于在75±10°C的环境中干燥。
3.如权利要求1所述的汽车齿轮的渗碳淬火工艺，其特征在于:所述淬火油为快速光亮淬火油。
【文档编号】C21D1/18GK104357796SQ201410682009
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月24日 优先权日:2014年11月24日
【发明者】赵胜 申请人:张家港保税区奇利国际贸易有限公司