一种齿轮铸造生产工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种齿轮铸造生产工艺，包括以下步骤：（1）原料配方：包括下列质量百分比的组份：C0.17%~0.20%、Mn3.2%~4.0%、S0.045%~0.055%、P0.04%~0.05%，余量为铁；（2）将步骤（1）中的原料配方按配比搅拌，均匀混合，投入熔炉中，使各原料高温熔融，熔融温度为400-500℃；熔融时间为3-6h，每隔30-45min搅拌一次，每次搅拌1-3min；本发明提供一种简单、易于实现，生产效率高，具有耐磨性好、抗拉强度高、延伸性能好、剪切强度高的优点的齿轮铸造生产工艺。
【专利说明】一种齿轮铸造生产工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及齿轮【技术领域】，具体涉及一种齿轮铸造生产工艺。
【背景技术】
[0002]齿轮行业在我国已经得到了飞速发展。齿轮是能互相啮合的有齿的机械零件，齿轮在传动中的应用很早就出现了。
[0003]在机械制造工业中，制造齿轮所用的材料由许多种，有钢、铁、铜合金及非金属材料等，一般以钢齿轮应用最大，但钢齿轮多是通过机械加工制造的，其耐磨性能较差，其他材质的齿轮，由于各有一些不同的优点和缺陷，仅适用于一些特殊需要的场合中。目前，传统的机械加工制作齿轮的工序包括下料、锻打、粗车、正火、精车、滚齿、插齿、倒角、倒棱和磨孔等，传统的齿轮生产工序多、工艺较复杂，生产周期长，生产效率低，生产成本也比较高。现有技术中的齿轮大多由铝合金材料制成，其耐磨性、抗拉前股东、剪切强度及延伸性能均有待提高。现在制造齿轮的工艺多为:搅拌一成形一烧结一包装。在此种工艺中，很多公司为了减少成本，采用精简配方或减少工艺等方式，精简配方虽然节省了成本，可对产品性能品质缺乏保障，只能针对一些最低端的产品使用。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种简单、易于实现，生产效率高，具有耐磨性好、抗拉强度高、延伸性能好、剪切强度高的优点的齿轮铸造生产工艺。
[0005]为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是:一种齿轮铸造生产工艺，包括以下步骤:
(1)原料配方:包括下列质量百分比的组份:C0.179ΓΟ.20%、Mn 3.2°/Γ4.0%、S
0.045%?0.055%、P 0.04%?0.05%,余量为铁；
(2)将步骤(I)中的原料配方按配比搅拌，均匀混合，投入熔炉中，使各原料高温熔融，熔融温度为400-500°C ;熔融时间为3-6h，每隔30-45min搅拌一次，每次搅拌l_3min ；
(3)铸坯:铸坯过程采用连铸机，所述连铸机的拉速为0.6-0.72m/min，所述铸坯采用结晶器电磁搅拌，所述电磁搅拌的电流为400A，频率为2.5Hz ；
(4)烧结:将产品生胚摆放于碳板上，在烧结炉内烧结3.5-4h，烧结炉温-670°C _1140°C，将产品生胚烧结成半成品；
(5)车槽:将烧结好的半成品加工C扣槽径和O型环槽径；
(6)热处理:将车好的半成品置于热处理网带上，通过热处理炉加热，热处理温度8500C ±10°C，热处理时间1-3小时，然后进入油槽淬火，油温60°C以下，使产品硬度达到HRA30-45度范围内；再将得到的毛坯加热至830-920°C进行渗碳处理，且渗碳处理中以上温度保持时间不少于3h、渗碳处理后进行缓慢冷却，所述渗碳处理包括先后进行的预热阶段、强势渗碳阶段和扩散阶段；所述预热阶段为将毛坯置于830-860°C的甲醇和丙烷气体中共热20-30min，所述强势渗碳阶段将上述预热阶段的毛坯、甲醇和丙烷气体环境升温至875-920°C保持2-3h，并控制甲醇和丙烷气体的补充量，维持碳势保持为1.0-1.15%，所述扩散阶段为将强势渗碳阶段的毛坯、甲醇和丙烷气体环境降温至830-880°C保持1.5-2h，并控制甲醇和丙烷气体的补充量，维持碳势保持为0.7-0.75%。
[0006](7)打磨:用去毛刺、披锋机对齿轮进行去除毛刺、披锋，并用镗孔机对齿轮进行镗孔加工，得到齿轮成品。
[0007](8)油浸包装:将成品清洗油浸，包装。
[0008]上述的齿轮铸造生产工艺，所述步骤(4)的烧结分为六段，各段的烧结炉温为:第一段 680°C ±10°C，第二段 780°C ± 10°C，第三段950°C ±10°C，第四段 1100°C ±10°C，第五段 1130°C ±10°C，第六段 1130°C ±10°C。
[0009]本发明齿轮铸造生产工艺优点是:
1、本发明齿轮铸造生产工艺，通过模具一次性成形得到，简化工艺步骤，提高产品表面质量，改善了原工艺的不利影响，减少了生产原料，更好的提高了生产效率、降低生产成本；生产过程稳定，可靠性强，生产的出力轴产品质量优异，性能指标高。
[0010]2、本发明齿轮铸造生产工艺，工艺简单，热处理工艺的能源消耗相较于现有技术仅多出20%，但最后齿轮产品的金相组织晶粒得到了细化，齿轮产品马氏体组织金相等级为3，相较于现有技术采用本材料得到的齿轮马氏体组织金相等级下降了 2-3个等级，同时，通过以上热处理工艺，得到的齿轮表面硬度保持在59-60HRC上，心部硬度等级保持在35-36HRC上，表层硬化层厚度为1.2-1.4mm。以上产品齿轮参数使得齿轮在使用过程中表面硬化层不易脱离、齿轮抗冲击能力、耐磨性和强度适宜，齿轮的使用寿命为同等采用现有热处理工艺得到的齿轮的6-8倍。
[0011]3、本发明齿轮铸造生产工艺，其抗拉强度高达450Mpa，剪切强度高达280 Mpa，且延伸率大于8，耐磨性能，表面硬度为2000?2500HV，耐磨性好。加工时间短,加工效率高,生产成本低。
【具体实施方式】
[0012]下面结合实施例对本发明作进一步说明。
[0013]实施例1，一种齿轮铸造生产工艺，包括以下步骤:
(1)原料配方:包括下列质量百分比的组份:C0.17%%、Mn 3.2%%、S 0.045%%、P0.04%%，余量为铁；
(2)将步骤(I)中的原料配方按配比搅拌，均匀混合，投入熔炉中，使各原料高温熔融，熔融温度为400-500°C ;熔融时间为3-6h，每隔30-45min搅拌一次，每次搅拌l_3min ；
(3)铸坯:铸坯过程采用连铸机，所述连铸机的拉速为0.6-0.72m/min，所述铸坯采用结晶器电磁搅拌，所述电磁搅拌的电流为400A，频率为2.5Hz ；
(4)烧结:将产品生胚摆放于碳板上，在烧结炉内烧结3.5-4h，烧结炉温-670°C _1140°C，将产品生胚烧结成半成品；
(5)车槽:将烧结好的半成品加工C扣槽径和O型环槽径；
(6)热处理:将车好的半成品置于热处理网带上，通过热处理炉加热，热处理温度8500C ±10°C，热处理时间1-3小时，然后进入油槽淬火，油温60°C以下，使产品硬度达到HRA30-45度范围内；再将得到的毛坯加热至830-920°C进行渗碳处理，且渗碳处理中以上温度保持时间不少于3h、渗碳处理后进行缓慢冷却，所述渗碳处理包括先后进行的预热阶段、强势渗碳阶段和扩散阶段；所述预热阶段为将毛坯置于830-860°C的甲醇和丙烷气体中共热20-30min，所述强势渗碳阶段将上述预热阶段的毛坯、甲醇和丙烷气体环境升温至875-920°C保持2-3h，并控制甲醇和丙烷气体的补充量，维持碳势保持为1.0-1.15%，所述扩散阶段为将强势渗碳阶段的毛坯、甲醇和丙烷气体环境降温至830-880°C保持1.5-2h，并控制甲醇和丙烷气体的补充量，维持碳势保持为0.7-0.75%。
[0014](7)打磨:用去毛刺、披锋机对齿轮进行去除毛刺、披锋，并用镗孔机对齿轮进行镗孔加工，得到齿轮成品。
[0015](8)油浸包装:将成品清洗油浸，包装。
[0016]所述步骤(4)的烧结分为六段，各段的烧结炉温为:第一段680°C ±10°C，第二段780°C ±10°C，第三段950°C ±10°C，第四段 1100°C ±10°C，第五段 1130°C ±10°C，第六段 1130°C ±10°C。
[0017]实施例2，一种齿轮铸造生产工艺，包括以下步骤:
Cl)原料配方:包括下列质量百分比的组份=C 0.20%、Mn4.0%, S0.055%、P 0.05%，余量为铁；
(2)将步骤(I)中的原料配方按配比搅拌，均匀混合，投入熔炉中，使各原料高温熔融，熔融温度为400-500°C ;熔融时间为3-6h，每隔30-45min搅拌一次，每次搅拌l_3min ；
(3)铸坯:铸坯过程采用连铸机，所述连铸机的拉速为0.6-0.72m/min，所述铸坯采用结晶器电磁搅拌，所述电磁搅拌的电流为400A，频率为2.5Hz ；
(4)烧结:将产品生胚摆放于碳板上，在烧结炉内烧结3.5-4h，烧结炉温-670°C _1140°C，将产品生胚烧结成半成品；
(5)车槽:将烧结好的半成品加工C扣槽径和O型环槽径；
(6)热处理:将车好的半成品置于热处理网带上，通过热处理炉加热，热处理温度8500C ±10°C，热处理时间1-3小时，然后进入油槽淬火，油温60°C以下，使产品硬度达到HRA30-45度范围内；再将得到的毛坯加热至830-920°C进行渗碳处理，且渗碳处理中以上温度保持时间不少于3h、渗碳处理后进行缓慢冷却，所述渗碳处理包括先后进行的预热阶段、强势渗碳阶段和扩散阶段；所述预热阶段为将毛坯置于830-860°C的甲醇和丙烷气体中共热20-30min，所述强势渗碳阶段将上述预热阶段的毛坯、甲醇和丙烷气体环境升温至875-920°C保持2-3h，并控制甲醇和丙烷气体的补充量，维持碳势保持为1.0-1.15%，所述扩散阶段为将强势渗碳阶段的毛坯、甲醇和丙烷气体环境降温至830-880°C保持1.5-2h，并控制甲醇和丙烷气体的补充量，维持碳势保持为0.7-0.75%。
[0018](7)打磨:用去毛刺、披锋机对齿轮进行去除毛刺、披锋，并用镗孔机对齿轮进行镗孔加工，得到齿轮成品。
[0019](8)油浸包装:将成品清洗油浸，包装。
[0020]所述步骤(4)的烧结分为六段，各段的烧结炉温为:第一段680°C ±10°C，第二段780°C ±10°C，第三段950°C ±10°C，第四段 1100°C ±10°C，第五段 1130°C ±10°C，第六段 1130°C ±10°C。
[0021]当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本【技术领域】的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改变、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种齿轮铸造生产工艺，其特征在于:包括以下步骤: (1)原料配方:包括下列质量百分比的组份:c0.179ΓΟ.20%、Mn 3.2°/Γ4.0%、S0.045%?0.055%、P 0.04%?0.05%,余量为铁； (2)将步骤(I)中的原料配方按配比搅拌，均匀混合，投入熔炉中，使各原料高温熔融，熔融温度为400-500°C ;熔融时间为3-6h，每隔30-45min搅拌一次，每次搅拌l_3min ； (3)铸坯:铸坯过程采用连铸机，所述连铸机的拉速为0.6-0.72m/min，所述铸坯采用结晶器电磁搅拌，所述电磁搅拌的电流为400A，频率为2.5Hz ； (4)烧结:将产品生胚摆放于碳板上，在烧结炉内烧结3.5-4h，烧结炉温-670°C _1140°C，将产品生胚烧结成半成品； (5)车槽:将烧结好的半成品加工C扣槽径和O型环槽径； (6)热处理:将车好的半成品置于热处理网带上，通过热处理炉加热，热处理温度8500C ±10°C，热处理时间1-3小时，然后进入油槽淬火，油温60°C以下，使产品硬度达到HRA30-45度范围内；再将得到的毛坯加热至830-920°C进行渗碳处理，且渗碳处理中以上温度保持时间不少于3h、渗碳处理后进行缓慢冷却，所述渗碳处理包括先后进行的预热阶段、强势渗碳阶段和扩散阶段；所述预热阶段为将毛坯置于830-860°C的甲醇和丙烷气体中共热20-30min，所述强势渗碳阶段将上述预热阶段的毛坯、甲醇和丙烷气体环境升温至875-920°C保持2-3h，并控制甲醇和丙烷气体的补充量，维持碳势保持为1.0-1.15%，所述扩散阶段为将强势渗碳阶段的毛坯、甲醇和丙烷气体环境降温至830-880°C保持1.5-2h，并控制甲醇和丙烷气体的补充量，维持碳势保持为0.7-0.75% ； (7)打磨:用去毛刺、披锋机对齿轮进行去除毛刺、披锋，并用镗孔机对齿轮进行镗孔加工，得到齿轮成品； (8)油浸包装:将成品清洗油浸，包装。
2.根据权利要求1所述的齿轮铸造生产工艺，其特征在于:所述步骤(4)的烧结分为六段，各段的烧结炉温为:第一段680°C ±10°C，第二段780V ± 10°C，第三段950°C±10°C，第四段 1100°C ±10°C，第五段 1130°C ±10°C，第六段 1130°C ±10°C。
【文档编号】C23F17/00GK104439993SQ201410678967
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月24日 优先权日:2014年11月24日
【发明者】高松 申请人:青岛海日升精密机械有限公司