汽车变速箱齿轮渗碳淬火的热处理方法
【专利摘要】本发明公开了汽车变速箱齿轮渗碳淬火的热处理方法，包括：渗碳步骤，将齿轮置于加热炉内，加热炉从室温升到900±5℃以渗碳，渗碳时间3～4小时，且渗碳中的强渗阶段的碳势CP为1.06±0.03C%，扩散阶段的碳势CP为0.85±0.03C%；淬火步骤，将渗碳后的齿轮冷却至830±5℃，接着均温25～35分钟，然后在90±10℃淬火油中淬火；回火步骤，淬火后的齿轮在165±5℃中进行2～3小时回火。在保证渗碳层质量的前提下，适当降低渗碳温度和淬火温度，提高淬火油温，适当提高渗碳碳势，以产生如下技术效果：不延长渗碳时间，降低能耗；能防止黑色组织产生，以明显提高齿轮表面硬度，耐磨性和抗疲劳强度，减小变形，提高齿轮传动平衡性，降低噪音，提高齿轮使用寿命。
【专利说明】汽车变速箱齿轮渗碳淬火的热处理方法
【技术领域】[0001]本发明涉及一种汽车变速箱齿轮渗碳淬火的热处理方法。
【背景技术】
[0002]汽车变速箱齿轮是技术要求最高的零部件之一，齿轮在运转过程中，相互啮合的齿面之间既有滚动又有滑动，同时齿轮还受到脉冲应力和交变弯曲应力的作用，因此要求齿轮需经过热处理以具有良好的硬度、耐磨性、抗疲劳性能，高尺寸精度，运转中的低噪音的性能。
[0003]渗碳淬火、碳氮共渗是变速箱齿轮表面强化最主要的热处理方法。现有的渗碳淬火中，渗碳温度通常为920-940°C，渗碳碳势CP通常为1.0-1.2C%，以期获得高质量的渗碳表层，但它存在有如下不足:1、渗碳温度高，时间长，能耗大；2、变形大；3、存在黑色组织，致使硬度偏低，降低抗疲劳，降低耐磨性，缩短使用寿命。
【发明内容】
[0004]本发明提供了汽车变速箱齿轮渗碳淬火的热处理方法，其克服了【背景技术】中汽车变速箱齿轮渗碳淬火的热处理方法所存在的不足。
[0005]本发明解决其技术问题的所采用的技术方案是:
[0006]汽车变速箱齿轮渗碳淬火的热处理方法，包括:
[0007]A.渗碳步骤，将齿轮置于加热炉内，加热炉从室温升到900±5°C以渗碳，渗碳时间3~4小时，且渗碳中的强渗阶段的碳势CP为1.06±0.03C%,扩散阶段的碳势CP为
0.85 ± 0.03C% ；
[0008]B.淬火步骤，将渗碳后的齿轮冷却至830±5°C，接着均温25~35分钟，然后在90±10°C淬火油中淬火；
[0009]C.回火步骤，淬火后的齿轮在165±5°C中进行2~3小时回火。
[0010]一较佳实施例之中:该齿轮材质为低碳钢。
[0011]一较佳实施例之中:该齿轮材质为20CrMnTi。
[0012]一较佳实施例之中:该渗碳步骤中，加热炉升到900±5°C后，渗碳分为起始阶段、强渗阶段和扩散阶段；该起始阶段的碳势CP为0.95±0.03C% ;强渗阶段的碳势CP为
1.06±0.03C% ;扩散阶段的碳势 0.85±0.03C%。
[0013]一较佳实施例之中:该渗碳步骤中，起始阶段的时间为9-11分钟，强渗阶段的时间170-190分钟，扩散阶段的时间为25-35分钟。
[0014]一较佳实施例之中:该渗碳步骤中，向加热炉内通入甲醇和丙烷
[0015]本技术方案与【背景技术】相比，它具有如下优点:
[0016]在保证渗碳层质量的前提下，适当降低渗碳温度和淬火温度，提高淬火油温，适当提高渗碳碳势，以产生如下技术效果:a、降低渗碳温度和淬火温度，不延长渗碳时间，降低能耗山、能防止黑色组织产生，获得均匀的渗碳层，改善渗碳淬火后的渗碳层显微组织，获得最佳金相组织，以明显提高齿轮表面硬度，耐磨性和抗疲劳强度；C、减小变形，提高齿轮加工与装配尺寸精度，提高齿轮传动平衡性，降低噪音，提高齿轮使用寿命。
[0017]通入甲醇和丙烷能调整优化炉内气氛中的碳势。
【具体实施方式】
[0018]汽车变速箱齿轮渗碳淬火的热处理方法，包括:
[0019]A.渗碳步骤，将齿轮装入料筐，再置入密封箱式多用加热炉内，加热炉从室温升到900±5°C以渗碳，渗碳时间3~4小时；本实施例之中，该加热炉从室温升到900°C，渗碳时间3小时40分钟。
[0020]在升温到900±5°C后向加热炉通入甲醇和丙烷并开始渗碳，该渗碳分为起始阶段、强渗阶段和扩散阶段；其中:渗碳的起始阶段的碳势CP为0.95±0.03C%，9-11分钟；渗碳的强渗阶段的碳势CP为1.06±0.03C%，170-190分钟；渗碳的扩散阶段的碳势CP为
0.85±0.03C%, 25-35分钟；本实施例之中，起始阶段的碳势CP为0.95C%，10分钟；强渗阶段的碳势CP为1.06C%，180分钟；扩散阶段的碳势CP为0.85C%，30分钟；
[0021]B.淬火步骤，将渗碳后的齿轮冷却至830±5°C，接着均温25~35分钟，然后在90±10°C淬火油中淬火；本实施例之中，将渗碳后的齿轮冷却至830°C，接着均温30分钟，然后在90 ±5 °C淬火油中淬火，并低速搅拌；
[0022]C.回火步骤，淬火后的齿轮在165°C中进行2~3小时回火。
[0023]本实施例之中:该齿轮材质为低碳钢，例如选用20CrMnTi。
·[0024]本实施例之中，该甲醇和丙烷的加入比例:10:3-4。该甲醇的加入量例如60-76ml/min/立方米3 (加热炉容积)。
[0025]采用上述处理方法能产生如下技术效果:1、热处理后的齿轮，有效硬化层深度为
0.5-0.8mm，表面硬度为HRC59-63，硬化级别为I级；2、防止因内氧化产生黑色组织，获得最佳金相组织；3、变形减少1/2，精度提高2-3级，碳化物级别为I级，降低噪声；4、节电5%。
[0026]以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。
【权利要求】
1.汽车变速箱齿轮渗碳淬火的热处理方法，其特征在于:包括: A.渗碳步骤，将齿轮置于加热炉内，加热炉从室温升到900±5°C以渗碳，渗碳时间3~4小时，且渗碳中的强渗阶段的碳势CP为1.06±0.03C%,扩散阶段的碳势CP为0.85 ± 0.03C% ； B.淬火步骤，将渗碳后的齿轮冷却至830±5°C，接着均温25~35分钟，然后在90±10°C淬火油中淬火； C.回火步骤，淬火后的齿轮在165±5°C中进行2~3小时回火。
2.根据权利要求1所述的汽车变速箱齿轮渗碳淬火的热处理方法，其特征在于:该齿轮材质为低碳钢。
3.根据权利要求1所述的汽车变速箱齿轮渗碳淬火的热处理方法，其特征在于:该齿轮材质为20CrMnTi。
4.根据权利要求1或2或3所述的汽车变速箱齿轮渗碳淬火的热处理方法，其特征在于:该渗碳步骤中，加热炉升到900±5°C后，渗碳分为起始阶段、强渗阶段和扩散阶段；该起始阶段的碳势CP为0.95±0.03C% ;强渗阶段的碳势CP为1.06±0.03C% ;扩散阶段的碳势 0.85 ± 0.03C%。
5.根据权利要求4所述的汽车变速箱齿轮渗碳淬火的热处理方法，其特征在于:该渗碳步骤中，起始阶段的时间为9-11分钟，强渗阶段的时间170-190分钟，扩散阶段的时间为25-35分钟。
6.根据权利要求1或2或·3所述的汽车变速箱齿轮渗碳淬火的热处理方法，其特征在于:该渗碳步骤中，向加热炉内通入甲醇和丙烷。
【文档编号】C21D9/32GK103710714SQ201210526213
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2012年12月7日 优先权日:2012年12月7日
【发明者】胡大维, 张雪梅, 胡敬华 申请人:厦门真冈热处理有限公司