一种齿轮合金材料及齿轮的生产工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于转矩传递的传动部件制造工艺，具体是一种齿轮合金材料及齿轮生产工艺。
【背景技术】
[0002]经过数十年的发展，我国汽车行业有了较大的发展，为了紧跟内燃机电机电器行业技术的发展和配套需要，齿轮的发展趋势为适应体积小、重量轻、输出功率大，传动齿轮属于汽车安全件，需要较高的冲击韧性和破坏强度，齿轮的单齿强度要求大于28000N。
[0003]在机械制造工业中，制造齿轮所用的材料有许多种，有钢、铁、铜合金及非金属材料等，一般以钢齿轮应用最多，但钢齿轮多是通过机械加工制造的，生产工序多，工艺复杂，且强度达不到要求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种耐磨性好、强度高的齿轮合金材料及齿轮生产工艺，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
一种齿轮合金材料，按照重量百分比的原料包括:铁96.5-97.5%、碳0.17-0.2%、硅0.17-0.34%、锰 0.8-1.1%、铬 1-1.3%、钛 0.03-0.1%、镍 0.01-0.02%、铜 0.01-0.02%、钒
0.3-0.4%、铅 0.01-0.02%。
[0006]利用齿轮合金材料制作齿轮的生产工艺，具体步骤如下:
(O冶炼圆坯料，按照重量百分比的原料冶炼成合金钢圆坯料；
(2)磨外圆，对圆坯料进行磨外圆，去除表面细裂纹；
(3)加热锻压，将上述处理后的圆坯料放入加热炉中加热，先在650-750°C下加热100-120min 后保温 80_100min，再在 750_850°C下加热 100_120min 后保温 80_100min，最后在850-1250°C下加热100-120min后保温240_260min，保温完毕出炉，放入锻模中进行锻压，从而得到符合尺寸的坯件；
(4)正火，将坯件放入加热炉中加热至750-960°C，保温30-35min后，从加热炉中取出坯件吹风冷却；
(5)机加工，对冷却后的坯件进行车削、切齿、倒角处理，得到符合尺寸的工件；
(6)渗碳淬火，将工件加热到920-940°C进行淬火10-12h，再将温度保持在910_930°C进行扩散淬火1.5-2h，最后将温度保持在830-850°C保温40_50min ；
(7)回火，将渗碳淬火后的工件在180-200°C下保温80-100min进行回火；
(8)抛丸，将回火后的工件抛丸10-15min；
(9)退火，将抛丸后的工件放在高频加热炉中加热至500-650°C，保温10-20min，再将工件取出冷却到室温。
[0007]作为本发明再进一步的方案:所述步骤(6)中进行渗碳淬火时的淬火油温为80-90。。。
[0008]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
本发明在热处理后再进行机加工，完全去除了淬火硬化碳层，通过退火降低产品表面及内部硬度，消除齿轮的内部压力，将钒添加在合金钢中，增加了合金材料的强度，提高了材料的回火稳定性和耐磨性，硬度高、精度好，延长了使用寿命。
【具体实施方式】
[0009]下面结合【具体实施方式】对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
[0010]实施例1
本发明实施例中，一种齿轮合金材料，按照重量百分比的原料包括:铁97.5%、碳
0.17%、硅 0.17%、锰 0.8%、铬 1%、钛 0.03%、镍 0.01%、铜 0.01%、钒 0.3%、铅 0.01%。
[0011]利用齿轮合金材料制作齿轮的生产工艺，具体步骤如下:
(O冶炼圆坯料，按照重量百分比的原料冶炼成合金钢圆坯料；
(2)磨外圆，对圆坯料进行磨外圆，去除表面细裂纹；
(3)加热锻压，将上述处理后的圆坯料放入加热炉中加热，先在650°C下加热10min后保温80min，再在750°C下加热10min后保温80min，最后在850°C下加热10min后保温240min，保温完毕出炉，放入锻模中进行锻压，从而得到符合尺寸的坯件；
(4)正火，将坯件放入加热炉中加热至750°C，保温30min后，从加热炉中取出坯件吹风冷却；
(5)机加工，对冷却后的坯件进行车削、切齿、倒角处理，得到符合尺寸的工件；
(6)渗碳淬火，将工件加热到920°C进行淬火10h，再将温度保持在910°C进行扩散淬火
1.5h，最后将温度保持在830°C保温40min，淬火油温为80°C ；
(7)回火，将渗碳淬火后的工件在180°C下保温SOmin进行回火；
(8)抛丸，将回火后的工件抛丸1min；
(9)退火，将抛丸后的工件放在高频加热炉中加热至500°C，保温lOmin，再将工件取出冷却到室温。
[0012]实施例2
本发明实施例中，一种齿轮合金材料，按照重量百分比的原料包括:铁97%、碳0.18%、硅 0.25%、锰 1%、铬 1.1%、钛 0.06%、镍 0.02%、铜 0.02%、钒 0.35%、铅 0.02%。
[0013]利用齿轮合金材料制作齿轮的生产工艺，具体步骤如下:
(O冶炼圆坯料，按照重量百分比的原料冶炼成合金钢圆坯料；
(2)磨外圆，对圆坯料进行磨外圆，去除表面细裂纹；
(3)加热锻压，将上述处理后的圆坯料放入加热炉中加热，先在700°C下加热IlOmin后保温90min，再在800°C下加热IlOmin后保温90min，最后在1000°C下加热IlOmin后保温250min，保温完毕出炉，放入锻模中进行锻压，从而得到符合尺寸的坯件；
(4)正火，将坯件放入加热炉中加热至870°C，保温32min后，从加热炉中取出坯件吹风冷却；
(5)机加工，对冷却后的坯件进行车削、切齿、倒角处理，得到符合尺寸的工件；
(6)渗碳淬火，将工件加热到930°C进行淬火llh，再将温度保持在920°C进行扩散淬火1.8h，最后将温度保持在840°C保温45min，淬火油温为85°C ；
(7)回火，将渗碳淬火后的工件在190°C下保温90min进行回火；
(8)抛丸，将回火后的工件抛丸12min；
(9)退火，将抛丸后的工件放在高频加热炉中加热至580°C，保温15min，再将工件取出冷却到室温。
[0014]实施例3
本发明实施例中，一种齿轮合金材料，按照重量百分比的原料包括:铁96.5%、碳0.2%、硅 0.34%、锰 1.1%、铬 1.3%、钛 0.1%、镍 0.02%、铜 0.02%、钒 0.4%、铅 0.02%。
[0015]利用齿轮合金材料制作齿轮的生产工艺，具体步骤如下:
(O冶炼圆坯料，按照重量百分比的原料冶炼成合金钢圆坯料；
(2)磨外圆，对圆坯料进行磨外圆，去除表面细裂纹；
(3)加热锻压，将上述处理后的圆坯料放入加热炉中加热，先在750°C下加热120min后保温lOOmin，再在850°C下加热120min后保温lOOmin，最后在1250°C下加热120min后保温260min，保温完毕出炉，放入锻模中进行锻压，从而得到符合尺寸的坯件；
(4)正火，将坯件放入加热炉中加热至960°C，保温35min后，从加热炉中取出坯件吹风冷却；
(5)机加工，对冷却后的坯件进行车削、切齿、倒角处理，得到符合尺寸的工件；
(6)渗碳淬火，将工件加热到940°C进行淬火12h，再将温度保持在930°C进行扩散淬火2h,最后将温度保持在850°C保温50min，淬火油温为90°C ；
(7)回火，将渗碳淬火后的工件在200°C下保温10min进行回火；
(8)抛丸，将回火后的工件抛丸15min；
(9)退火，将抛丸后的工件放在高频加热炉中加热至650°C，保温20min，再将工件取出冷却到室温。
[0016]本发明在热处理后再进行机加工，完全去除了淬火硬化碳层，通过退火降低产品表面及内部硬度，消除齿轮的内部压力，将钒添加在合金钢中，增加了合金材料的强度，提高了材料的回火稳定性和耐磨性，硬度高、精度好，延长了使用寿命。
[0017]上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。
【主权项】
1.一种齿轮合金材料，其特征在于，按照重量百分比的原料包括:铁96.5-97.5%、碳 0.17-0.2%、硅 0.17-0.34%、锰 0.8-1.1%、铬 1-1.3%、钛 0.03-0.1%、镍 0.01-0.02%、铜0.01-0.02%、钒 0.3-0.4%、铅 0.01-0.02%。
2.采用权利要求1所述的齿轮合金材料制作齿轮的生产工艺，其特征在于，具体步骤如下: (O冶炼圆坯料，按照重量百分比的原料冶炼成合金钢圆坯料； (2)磨外圆，对圆坯料进行磨外圆，去除表面细裂纹； (3)加热锻压，将上述处理后的圆坯料放入加热炉中加热，先在650-750°C下加热100-120min 后保温 80_100min，再在 750_850°C下加热 100_120min 后保温 80_100min，最后在850-1250°C下加热100-120min后保温240_260min，保温完毕出炉，放入锻模中进行锻压，从而得到符合尺寸的坯件； (4)正火，将坯件放入加热炉中加热至750-960°C，保温30-35min后，从加热炉中取出坯件吹风冷却； (5)机加工，对冷却后的坯件进行车削、切齿、倒角处理，得到符合尺寸的工件； (6)渗碳淬火，将工件加热到920-940°C进行淬火10-12h，再将温度保持在910_930°C进行扩散淬火1.5-2h，最后将温度保持在830-850°C保温40_50min ； (7)回火，将渗碳淬火后的工件在180-200°C下保温80-100min进行回火； (8)抛丸，将回火后的工件抛丸10-15min； (9)退火，将抛丸后的工件放在高频加热炉中加热至500-650°C，保温10-20min，再将工件取出冷却到室温。
3.根据权利要求2所述的齿轮的生产工艺，其特征在于，所述步骤(6)中进行渗碳淬火时的淬火油温为80-90°C。
【专利摘要】本发明涉及一种齿轮合金材料及齿轮的生产工艺。本发明齿轮合金材料按照重量百分比的原料包括：铁96.5-97.5%、碳0.17-0.2%、硅0.17-0.34%、锰0.8-1.1%、铬1-1.3%、钛0.03-0.1%、镍0.01-0.02%、铜0.01-0.02%、钒0.3-0.4%、铅0.01-0.02%，生产工艺包括冶炼圆坯料、磨外圆、加热锻压、正火、机加工、渗碳淬火、回火、抛丸和退火。本发明热处理后再进行机加工，完全去除了淬火硬化碳层，退火降低了产品表面及内部硬度，消除齿轮的内部压力，将钒添加在合金钢中，增加了合金材料的强度，提高了材料的回火稳定性和耐磨性，硬度高、精度好，延长了使用寿命。
【IPC分类】B23P15-14
【公开号】CN104625665
【申请号】CN201410841218
【发明人】李建春
【申请人】宁波职业技术学院
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2014年12月30日