碳过程中的残余应力。二次高温油处理后进行平面磨、磨内孔，然后粗磨齿，粗磨齿后进行精度检测，然后在高精度自动磨齿机上对齿轮表面再进行精磨齿，进过磨齿后的齿形包括齿轮主体，在齿轮主体上加工有均布的斜齿，斜齿的齿根部与齿轮主体之间通过弧形连接段连接，弧形连接段的半径R2为1.3mm,在弧形连接段和齿根部也是通过一弧形过渡段连接，弧形过渡段的半径Rl为0.1mm，通过凸头留磨滚刀进行加工弧形过渡段。弧形过渡段和弧形连接段都是向斜齿的方向凹陷，也就是有齿根部到弧形过渡段、弧形连接段，齿的宽度是越来越小的。同时进行齿形和齿向修缘，齿顶修缘中对齿厚方向的修缘为0.02~0.04mm，齿高方向的修缘为0.2~0.4mm，齿向修缘为全齿厚向外凸0.02-0.03mm齿圈径向跳动公差从0.036提高到彡0.031，齿轮经修缘、修向后减少了齿轮在旋转切入时的瞬间碰击从而消除了大宽度齿向因钢性及制造精度等原因造成的齿面重合度过大而产生的噪音。在经过修缘后进行终检和上油，完成整个齿轮的加工过程。
[0023]实施例二:
一种船用齿轮加工工艺，第一步、使用Q235A低碳钢作为母材，其化学组成成分按重量百分比为含C 0.15%, S1.3%,Mn 0.6%, P 0.02%, S 0.022%，余量为Fe。用轴肩直径10毫米的金属陶瓷搅拌头进行搅拌摩擦加工，采用单道次加工方式，单道次加工区宽度4_，力口工参数:工具转速为800转/分钟、行进速度200毫米/分钟。在加工过程中以流动水快速冷却加工区，冷却过程中所用水管出水口直径4mm，流速?7L/min，出水口水温约10°C。使加工过程温度处于两相区温度(约750°C)，在加工区获得超细铁素体/马氏体双相组织，铁素体平均晶粒尺寸约为2 μ m，马氏体的晶粒尺寸为8μπι左右。室温拉伸试验显示，屈服强度为800MPa，抗拉强度llOOMPa，与商用轧制态Q235A低碳钢板材相比强度大幅提高;且均匀延伸率达到10%。
[0024]第二步、进行锻打，锻打后的工件的厚度为5cm，锻打后后进行锻坯组分均匀化处理，所述的第二步所述锻坯组分均匀化处理:升温至900°C并在该温度下等温匀化退火处理，处理时间为3小时；
第三步、然后进行车加工，在工件的中心钻孔，在工件的外圆周表面进行滚齿，在中心孔内进行加工花键。
[0025]第四步、机加工结束后的工件大致的形状已经完成，然后进行渗碳处理，将工件密封于碳粉中，在负压800帕条件下升温至700~850°C，渗碳层厚度保证在1.2~1.8mm，保温2-3小时，开炉后扩散15分钟，加入20°C的常温油，冷却淬火，冷却后在200°C温度中保持2-3小时做消除应力处理。冷却淬火后进行二次高温油处理，将零件放置在280~380°C的高温油中浸入2小时，以消除渗碳过程中的残余应力。二次高温油处理后进行平面磨、磨内孔，然后粗磨齿，粗磨齿后进行精度检测，然后在高精度自动磨齿机上对齿轮表面再进行精磨齿，进过磨齿后的齿形包括齿轮主体，在齿轮主体上加工有均布的斜齿，斜齿的齿根部与齿轮主体之间通过弧形连接段连接，弧形连接段的半径R2为1.3mm,在弧形连接段和齿根部也是通过一弧形过渡段连接，弧形过渡段的半径Rl为0.1mm，通过凸头留磨滚刀进行加工弧形过渡段。弧形过渡段和弧形连接段都是向斜齿的方向凹陷，也就是有齿根部到弧形过渡段、弧形连接段，齿的宽度是越来越小的。同时进行齿形和齿向修缘，齿顶修缘中对齿厚方向的修缘为0.02~0.04mm，齿高方向的修缘为0.2~0.4mm，齿向修缘为全齿厚向外凸0.02-0.03mm齿圈径向跳动公差从0.036提高到彡0.031，齿轮经修缘、修向后减少了齿轮在旋转切入时的瞬间碰击从而消除了大宽度齿向因钢性及制造精度等原因造成的齿面重合度过大而产生的噪音。在经过修缘后进行终检和上油，完成整个齿轮的加工过程。
[0026]实施例三:
一种船用齿轮加工工艺，母材选用普通低碳钢板，其化学组成成分按重量百分比为含C 0.06%, Si 0.1%, Mn 2.2%, Nb 0.05%, V 0.07%, Ti 0.06%, P 0.005%, S 0.008%，余量为
Fe。用轴肩直径20毫米的金属陶瓷搅拌头进行搅拌摩擦加工，采用单道次加工方式，单道次加工区宽度8_。在加工过程中以流动水快速冷却加工区，冷却过程中所用水管出水口直径4mm，流速?10L/min，出水口水温约5°C。在工具转速为1000转/分钟、行进速度400毫米/分钟的加工参数下，使加工过程温度处于两相区温度(约800°C )，在加工区获得超细铁素体/马氏体双相组织，铁素体平均晶粒尺寸约为2 μ m,马氏体的晶粒尺寸为7 μ m左右。室温拉伸试验显示，屈服强度为700MPa，抗拉强度lOOOMPa，均匀延伸率达到12%。
[0027]第二步、进行锻打，锻打后的工件的厚度为5cm，锻打后后进行锻坯组分均匀化处理，所述的第二步所述锻坯组分均匀化处理:升温至1000°C并在该温度下等温匀化退火处理，处理时间为3小时；
第三步、然后进行车加工，在工件的中心钻孔，在工件的外圆周表面进行滚齿，在中心孔内进行加工花键。
[0028]第四步、机加工结束后的工件大致的形状已经完成，然后进行渗碳处理，将工件密封于碳粉中，在负压800帕条件下升温至700~850°C，渗碳层厚度保证在1.2~1.8mm，保温2-3小时，开炉后扩散15分钟，加入20°C的常温油，冷却淬火，冷却后在200°C温度中保持2-3小时做消除应力处理。冷却淬火后进行二次高温油处理，将零件放置在280~380°C的高温油中浸入2小时，以消除渗碳过程中的残余应力。二次高温油处理后进行平面磨、磨内孔，然后粗磨齿，粗磨齿后进行精度检测，然后在高精度自动磨齿机上对齿轮表面再进行精磨齿，进过磨齿后的齿形包括齿轮主体，在齿轮主体上加工有均布的斜齿，斜齿的齿根部与齿轮主体之间通过弧形连接段连接，弧形连接段的半径R2为1.3mm,在弧形连接段和齿根部也是通过一弧形过渡段连接，弧形过渡段的半径Rl为0.1mm，通过凸头留磨滚刀进行加工弧形过渡段。弧形过渡段和弧形连接段都是向斜齿的方向凹陷，也就是有齿根部到弧形过渡段、弧形连接段，齿的宽度是越来越小的。同时进行齿形和齿向修缘，齿顶修缘中对齿厚方向的修缘为0.02~0.04mm，齿高方向的修缘为0.2~0.4mm，齿向修缘为全齿厚向外凸0.02-0.03mm齿圈径向跳动公差从0.036提高到彡0.031，齿轮经修缘、修向后减少了齿轮在旋转切入时的瞬间碰击从而消除了大宽度齿向因钢性及制造精度等原因造成的齿面重合度过大而产生的噪音。在经过修缘后进行终检和上油，完成整个齿轮的加工过程。
【主权项】
1.一种船用低碳钢齿轮加工工艺，包括以下步骤: 第一步，下料进行锻造为一圆柱形胚料；第二步，锻坯组分均匀化处理，然后车加工钻中心孔；第三步，利用滚齿机在圆柱形胚料外滚齿；第四步，对工件进行渗碳处理；第五步，渗碳后进行冷却淬火；第六步，进行二次高温油处理消除应力；第七步，对工件进行机加工形成船用齿轮；其特征在于在第一步下料之前对低碳钢母材进行搅拌摩擦加工，在加工过程中以流动水冷却加工区，使加工区温度处于低碳钢两相区温度，从而使加工区获得高强高韧铁素体/马氏体双相低碳钢。
2.根据权利要求1所述的船用低碳钢齿轮加工工艺，其特征在于所述搅拌摩擦加工工艺参数:工具转速200~1000转/分钟，行进速度50~400毫米/分钟。
3.根据权利要求1所述的船用低碳钢齿轮加工工艺，其特征在于利用水管中水的循环流动冷却加工区，水管出水口直径4_，流速2~10L/min。
4.根据权利要求3所述的船用低碳钢齿轮加工工艺，其特征在于水管出水口的水温为0-20。。。
5.根据权利要求1所述的高强高韧低碳钢的制备工艺，其特征在于:所用搅拌头工具材料为立方氮化硼、钨基合金或金属陶瓷，搅拌头轴肩直径10~20毫米。
6.根据权利要求1所述的高强高韧低碳钢的制备工艺，其特征在于:所述搅拌摩擦加工中，采用多道次搭接加工或单道次加工方式。
7.根据权利要求6所述的高强高韧低碳钢的制备工艺，其特征在于:单道次加工方式中加工区宽度4-8_，多道次搭接加工中前后两道次之间重叠加工区的宽度为单道次加工区宽度的1/3。
8.根据权利要求1所述的船用低碳钢齿轮加工工艺，其特征在于所述第七步内的机加工包括对工件进行对齿轮的齿形进行粗磨和精磨，同时对齿形和齿向进行修缘。
【专利摘要】本发明涉及一种齿轮的加工方法，尤其涉及一种船用低碳钢齿轮加工工艺。包括以下步骤：第一步，下料进行锻造为一圆柱形胚料；第二步，锻坯组分均匀化处理，然后车加工钻中心孔；第三步，利用滚齿机在圆柱形胚料外滚齿；第四步，对工件进行渗碳处理；第五步，渗碳后进行冷却淬火；第六步，进行二次高温油处理消除应力；第七步，对工件进行机加工形成船用齿轮；在第一步下料之前对低碳钢母材进行搅拌摩擦加工，在加工过程中以流动水冷却加工区，使加工区温度处于低碳钢两相区温度，本发明加工方法使低碳钢晶粒得到明显细化，可以获得高强高韧铁素体/马氏体双相低碳钢，大大提高了齿轮力学性能。
【IPC分类】B23P15-14
【公开号】CN104625662
【申请号】CN201410749614
【发明人】陈丽丽
【申请人】苏州路路顺机电设备有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2014年12月10日