一种齿轮的热处理方法

一种齿轮的热处理方法
【专利摘要】本发明涉及一种齿轮的热处理方法，所述齿轮采用中碳钢，包括如下步骤预热、正火、局部淬火、回火、第二次局部淬火、第二次回火、渗碳、第三次回火。通过特定的组分和特定具体的热处理方式，使得齿轮硬度和强度得到大幅改善。
【专利说明】一种齿轮的热处理方法

【技术领域】
[0001]本发明属于热处理领域，特别是涉及一种齿轮的热处理方法。

【背景技术】
[0002]中碳合金钢和低碳合金钢都是生产齿轮等高速重载零部件的主要材料，该类合金钢具有优良的塑性和韧性，但存在着硬度不高、耐磨性不强等缺点。目前，随着对工作环境的要求进一步提升，提高大型装备的工作寿命逐渐成为开发利用研究的主要方向。其中提高齿轮耐磨性和接触疲劳强度对高速重载装备的工作寿命意义重大。几十年来人们围绕着如何提高齿轮的耐磨性和接触疲劳强度的问题上做了很多的工作，而解决这一问题的根本原则可归结为两方面:即保证齿面硬度和渗碳层深度的同时保证齿轮心部的强韧性；保证齿轮表面组织晶粒细小，且残余奥氏体含量低，碳化物呈颗粒状且弥散分布，表面含碳量闻。


【发明内容】

[0003]本发明的目的在于提出一种齿轮的热处理方法；
一种齿轮的热处理方法，所述齿轮的化学成分按照重量百分比由如下组分组成:c:2.12^2.56% ；Si:0.Γθ.15%, Mn:1.2?L 5%, Mo:3.25^4.1%, Cr:2.8^3.6%, Ni:0.06^0.15%,Cu:0.18?0.56%, V:6.8?7.9%, W:0.33?0.58%, Ti:0.08?0.19%, RE:0.08?0.21%, S:小于0.04%，余量为铁和不可避免的杂质；
所述热处理方法包括如下步骤:
O预热:将齿轮整体放入箱式加热炉中进行预热处理，预热温度为38(T460°C，预热保温时间为15?22min ；
2)正火:将预热后的齿轮加热到93(T980°C，保温6(T90min，然后水冷至63(T680°C，保温ll(Tl80min，风冷至室温；
3)局部淬火:采用局部淬火线圈对齿尖进行加热，加热温度为91(T940°C，保温40?70s，水冷到62(T680°C，保温30?60s，水冷到31(T360°C，保温15?38s，水冷到室温；
4)回火:将齿轮整体放入回火炉，加热到20(T230°C，保温2.2^3.8h，空冷；
5)第二次局部淬火:采用局部淬火线圈对齿根进行加热，加热温度为96(T986°C，保温3(T80s，水冷到48(T500°C，保温3(T50s，然后水冷到280?295°C，保温18?30s，然后水冷到室温；
6)第二次回火:将齿轮整体放入回火炉，加热到18(T210°C，保温2.8^3.8h，空冷；
7)渗碳:将齿轮放入渗碳炉，加热至91(T940°C，对齿尖进行渗碳处理4(T50s后，取出后空冷至70(T730°C，将工件放入淬火液中进行冷却2?5min，再将齿轮取出空冷至室温；
8)第三次回火:将齿轮整体放入回火炉，加热至16(Tl90°C，保温2?2.5h，空冷至室温。
[0004]作为优选，所述齿轮的化学成分按照重量百分比由如下组分组成:C:2.36% ；Si:0.12%, Mn:1.35%, Mo:3.82%, Cr:2.95%, N1:0.09%, Cu:0.36%, V:7.2%, W:0.42%, T1:0.11%,即:0.19%，5:0.008%，余量为铁和不可避免的杂质。
[0005]作为优选，所述热处理方法包括如下步骤:
1)预热:将齿轮整体放入箱式加热炉中进行预热处理，预热温度为4101，预热保温时间为 19111111 ；
2)正火:将预热后的齿轮加热到9601，保温70111111，然后水冷至6501，保温1600111，
风冷至室温；
3)局部淬火:采用局部淬火线圈对齿尖进行加热，加热温度为9351，保温608，水冷到65000，保温508，水冷到3301，保温288，水冷到室温；
4)回火:将齿轮整体放入回火炉，加热到2101，保温2.8卜，空冷；
5)第二次局部淬火:采用局部淬火线圈对齿根进行加热，加热温度为9761，保温608，水冷到4901，保温408，然后水冷到2851，保温208，然后水冷到室温；
6)第二次回火:将齿轮整体放入回火炉，加热到1901，保温2.9卜，空冷；
7)渗碳:将齿轮放入渗碳炉，加热至9301，对齿尖进行渗碳处理458后，取出后空冷至7201，将工件放入淬火液中进行冷却4111111，再将齿轮取出空冷至室温；
8)第三次回火:将齿轮整体放入回火炉，加热至1801，保温2.2卜，空冷至室温。
[0006]本发明的效果在于:
1，通过特定组分和特定热处理方式的搭配，使得齿轮的局部硬度和总体强度得到改盡.口 ，
2，通过热处理的具体参数的搭配，使得齿轮的性能得到大幅提高；
3，通过具体步骤的局部热处理，使得特定部位有了特定的性能。
[0007]

【具体实施方式】
[0008]实施例1
一种齿轮的热处理方法，所述齿轮的化学成分按照重量百分比由如下组分组成4:2.36% ；81:0.12%，血:1.35%，1。:3.52%，0:2.96%，:0.09%，011:0.46%，V:6.9%，I:0.48%，X1:0.099%，诎:0.11%，8:0.008%，余量为铁和不可避免的杂质；
所述热处理方法包括如下步骤:
1)预热:将齿轮整体放入箱式加热炉中进行预热处理，预热温度为3901，预热保温时间为 19111111 ；
2)正火:将预热后的齿轮加热到9501，保温68111111，然后水冷至6401，保温1600111，
风冷至室温；
3)局部淬火:采用局部淬火线圈对齿尖进行加热，加热温度为9301，保温528，水冷到67000，保温488，水冷到3401，保温288，水冷到室温；
4)回火:将齿轮整体放入回火炉，加热到2201，保温2.8卜，空冷；
5)第二次局部淬火:采用局部淬火线圈对齿根进行加热，加热温度为9761，保温608，水冷到4901，保温408，然后水冷到2851，保温198，然后水冷到室温；
6)第二次回火:将齿轮整体放入回火炉，加热到1901，保温3.0卜，空冷；
7)渗碳:将齿轮放入渗碳炉，加热至9301，对齿尖进行渗碳处理468后，取出后空冷至720°C，将工件放入淬火液中进行冷却4min，再将齿轮取出空冷至室温；
8)第三次回火:将齿轮整体放入回火炉，加热至170°C，保温2h，空冷至室温。
[0009]经过上述处理之后，齿轮齿面的硬度达到了 72.8HRC，渗碳层深度为0.88mm。
[0010]实施例2:
一种齿轮的热处理方法，所述齿轮的化学成分按照重量百分比由如下组分组成:C:
2.36% ；Si:0.12%, Mn:1.35%, Mo:3.82%, Cr:2.95%, N1:0.09%, Cu:0.36%, V:7.2%, W:0.42%,Ti:0.11%，RE:0.19%，S:0.008%，余量为铁和不可避免的杂质；
所述热处理方法包括如下步骤:
1)预热:将齿轮整体放入箱式加热炉中进行预热处理，预热温度为410°C，预热保温时间为19min ；
2)正火:将预热后的齿轮加热到960°C，保温70min，然后水冷至650°C，保温160min，
风冷至室温；
3)局部淬火:采用局部淬火线圈对齿尖进行加热，加热温度为935°C，保温60s，水冷到6500C，保温50s，水冷到330°C，保温28s，水冷到室温；
4)回火:将齿轮整体放入回火炉，加热到210°C，保温2.8h，空冷；
5)第二次局部淬火:采用局部淬火线圈对齿根进行加热，加热温度为976°C，保温60s，水冷到490°C，保温40s，然后水冷到285°C，保温20s，然后水冷到室温；
6)第二次回火:将齿轮整体放入回火炉，加热到190°C，保温2.9h，空冷；
7)渗碳:将齿轮放入渗碳炉，加热至930°C，对齿尖进行渗碳处理45s后，取出后空冷至720°C，将工件放入淬火液中进行冷却4min，再将齿轮取出空冷至室温；
8)第三次回火:将齿轮整体放入回火炉，加热至180°C，保温2.2h，空冷至室温。
[0011]经过上述处理之后，齿轮齿面的硬度达到了 71.6HRC，渗碳层深度为0.92mm。
【权利要求】
1.一种齿轮的热处理方法，其特征在于:所述齿轮的化学成分按照重量百分比由如下组分组成:C:2.12?2.56% ；S1:0.Γθ.15%, Mn:1.2?1.5%, Mo:3.25?4.1%，Cr:2.8?3.6%,Ni:0.06^0.15%, Cu:0.18^0.56%, V:6.8^7.9%, W:0.33^0.58%, Ti:0.08^0.19%, RE:0.08、.21%，S:小于0.04%，余量为铁和不可避免的杂质； 所述热处理方法包括如下步骤: O预热:将齿轮整体放入箱式加热炉中进行预热处理，预热温度为38(T460°C，预热保温时间为15?22min ； 2)正火:将预热后的齿轮加热到93(T980°C，保温6(T90min，然后水冷至63(T680°C，保温ll(Tl80min，风冷至室温； 3)局部淬火:采用局部淬火线圈对齿尖进行加热，加热温度为91(T940°C，保温40?70s，水冷到62(T680°C，保温30?60s，水冷到31(T360°C，保温15?38s，水冷到室温； 4)回火:将齿轮整体放入回火炉，加热到20(T230°C，保温2.2^3.8h，空冷； 5)第二次局部淬火:采用局部淬火线圈对齿根进行加热，加热温度为96(T986°C，保温3(T80s，水冷到48(T500°C，保温3(T50s，然后水冷到280?295°C，保温18?30s，然后水冷到室温； 6)第二次回火:将齿轮整体放入回火炉，加热到18(T210°C，保温2.8^3.8h，空冷； 7)渗碳:将齿轮放入渗碳炉，加热至91(T940°C，对齿尖进行渗碳处理4(T50s后，取出后空冷至70(T730°C，将工件放入淬火液中进行冷却2?5min，再将齿轮取出空冷至室温； 8)第三次回火:将齿轮整体放入回火炉，加热至16(Tl90°C，保温2?2.5h，空冷至室温。
2.根据权利要求1所述齿轮的热处理方法，其特征在于，所述齿轮的化学成分按照重量百分比由如下组分组成:C:2.36% ；Si:0.12%, Mn:1.35%, Mo:3.82%, Cr:2.95%, Ni:0.09%, Cu:0.36%, V:7.2%, W:0.42%, T1:0.11%, RE:0.19%, S:0.008%，余量为铁和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1或2或3所述齿轮的热处理方法，其特征在于，所述热处理方法包括如下步骤: O预热:将齿轮整体放入箱式加热炉中进行预热处理，预热温度为410°C，预热保温时间为19min ； 2)正火:将预热后的齿轮加热到960°C，保温70min，然后水冷至650°C，保温160min，风冷至室温； 3)局部淬火:采用局部淬火线圈对齿尖进行加热，加热温度为935°C，保温60s，水冷到6500C，保温50s，水冷到330°C，保温28s，水冷到室温； 4)回火:将齿轮整体放入回火炉，加热到210°C，保温2.8h，空冷； 5)第二次局部淬火:采用局部淬火线圈对齿根进行加热，加热温度为976°C，保温60s，水冷到490°C，保温40s，然后水冷到285°C，保温20s，然后水冷到室温； 6)第二次回火:将齿轮整体放入回火炉，加热到190°C，保温2.9h，空冷； 7)渗碳:将齿轮放入渗碳炉，加热至930°C，对齿尖进行渗碳处理45s后，取出后空冷至720°C，将工件放入淬火液中进行冷却4min，再将齿轮取出空冷至室温； 8)第三次回火:将齿轮整体放入回火炉，加热至180°C，保温2.2h，空冷至室温。
【文档编号】C22C38/56GK104404226SQ201410824981
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年12月27日 优先权日:2014年12月27日
【发明者】王文姣 申请人:王文姣