本发明属于金属表面化学热处理技术领域，具体涉及一种转向器齿轮机构的渗碳热处理方法。
背景技术：
转向系统是用来改变或保持汽车行驶或倒退方向的一系列装置，对汽车的行驶安全至关重要，汽车转向系统和制动系统是汽车安全必须要重视的两个系统，汽车转向系统的零件都称为保安件；其中，转向器是完成由旋转运动到直线运动(或近似直线运动)的一组齿轮机构，同时也是转向系中的减速传动装置，是汽车关键的核心零部件之一。该系列齿轮轴的技术难点在于有效硬化层深度的界定值为610hv1(国家标准为550hv1)，要求零件的硬度梯度变化比较平稳。齿轮齿条式转向器具有结构简单、占用空间小、制造方便、驾驶时路面反馈清晰、转向反应迅速等优点，其中，齿轮轴是齿轮齿条式转向器中的关键零件，在小型车上的应用(包括小客车、小型货车或客货两用车)得到突飞猛进发展，市场前景好；内道螺母是电动车转向器的关键零件，随着电动车发展市场潜力大。如何通过设计合理工艺，使零件在较短时间内满足渗层要求的同时，表面碳浓度又控制在一定范围，从而降低内氧化及残余奥氏体，使零件满足表面硬度和硬化层深度满足产品技术要求，是急需解决的技术难题。
技术实现要素：
为克服现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种转向器齿轮机构的渗碳热处理方法，表面硬度和硬化层深度达到产品技术要求，同时实现节能减排和降耗。
本发明的上述目的通过以下技术方案实现：
一种转向器齿轮机构的渗碳热处理方法，包括对转向器齿轮机构进行渗碳淬火和回火两个步骤；进一步包括：所述转向器齿轮机构在空气、氮气和甲醇氛围中依次经升温、强渗、扩散、保温和油冷阶段处理，回火，风冷即得；其中：
所述空气流量为0.2～0.4m3/h；所述氮气流量为4.0～6.0m3/h，所述甲醇流量为4.5～5.5l/h；
所述升温阶段的碳势为0.70～0.80c％；所述强渗阶段的碳势为1.0～1.1c％；所述扩散阶段的碳势为0.75～0.85c％；所述保温阶段的碳势为0.65～0.75c％。
进一步地，所述空气流量为0.3m3/h；所述氮气流量为5.0m3/h，所述甲醇流量为5.0l/h。
进一步地，所述升温阶段的碳势为0.75c％；所述强渗阶段的碳势为1.05c％；所述扩散阶段的碳势为0.8c％；所述保温阶段的碳势为0.7c％。
进一步地，所述升温、强渗、扩散、保温和油冷阶段具体为：升温，快速升温至875～885℃并保温20min；强渗，快速升温至915～925℃强渗140min；扩散，在915～925℃扩散130min；保温，迅速降温至855～865℃并保温30min；油冷，油温为95～105℃，搅拌速度为25～30rpm。
进一步地，所述渗碳淬火后的转向器齿轮机构在165～175℃下保温180min回火。
进一步地，所述转向器齿轮机构的材质为20mncr5。
进一步地，还包括所述渗碳淬火后、回火前的后清洗步骤和所述回火后的抛丸步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明的渗碳热处理方法处理转向器齿轮机构后，零件的表面硬度不低于680hv1，有效硬化层深度为0.45～0.70mm，心部硬度不低于345hv1，防渗保护层硬度不高于36hrc，表面硬度和硬化层深度达到产品的技术要求，实现节能减排和降耗。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
图2为实施例中渗碳淬火工艺曲线；
图3为实施例中的回火工艺曲线；
图4为本发明中转向器齿轮机构的结构示意图；
图5为本发明中转向器齿轮机构的内部结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
上海采埃孚转向系统有限公司、上海格尔汽车附件有限公司采用联合开发形式，以高起点、专业化、规模化为特点，采用当今国际汽车电子产品开发的标准“v模式”开发流程，以及国际先进的生产、检测、热处理设备，实现自主品牌项目设计与开发自主知识产权“零的突破”，率先打破国外技术在电控领域的垄断局面。
实施例1
参见附图1～3，采用如附图1所示的工艺流程热处理材质为20mncr5的转向器齿轮机构；其中，渗碳淬火工艺如附图2所示，回火工艺如附图3所示，具体为：在空气流量为0.3m3/h、氮气流量为5.0m3/h、甲醇流量为5.0l/h的混合气氛中齿轮机构依次经升温、强渗、扩散、保温和油冷处理；后清洗；再在170℃下保温180min进行回火，抛丸，风冷即得；其中：
升温，快速升温至880℃并保温20min，碳势为0.75c％；
强渗，快速升温至920℃强渗140min，碳势为1.05c％；
扩散，在920℃扩散130min，碳势为0.8c％；
保温，迅速降温至860℃并保温30min，碳势为0.7c％；
油温为100℃、搅拌速度为28rpm的条件下进行油冷。
经测试，上述渗碳热处理方法处理后的转向器齿轮机构零件表面硬度不低于680hv1，有效硬化层深度为0.70mm，心部硬度不低于345hv1，防渗保护层硬度不高于36hrc，表面硬度和硬化层深度达到产品技术要求，实现节能减排和降耗。
实施例2
对材质为20mncr5的转向器齿轮机构进行渗碳淬火和回火，具体为：在空气流量为0.2m3/h、氮气流量为4.0m3/h、甲醇流量为4.5l/h的混合气氛中齿轮机构依次经升温、强渗、扩散、保温和油冷处理，后清洗，在165℃下保温180min进行回火，抛丸，风冷即得；其中：
升温，快速升温至875℃并保温20min，碳势为0.70c％；
强渗，快速升温至915℃强渗140min，碳势为1.0c％；
扩散，在915℃扩散130min，碳势为0.75c％；
保温，迅速降温至855℃并保温30min，碳势为0.65c％；
油温为95℃、搅拌速度为25rpm的条件下进行油冷。
经测试，上述渗碳热处理方法处理后的转向器齿轮机构零件表面硬度不低于680hv1，有效硬化层深度为0.45mm，心部硬度不低于345hv1，防渗保护层硬度不高于36hrc，表面硬度和硬化层深度达到产品技术要求，实现节能减排和降耗。
实施例3
对材质为20mncr5的转向器齿轮机构(如附图4和5所示)进行渗碳淬火和回火，具体为：在空气流量为0.4m3/h、氮气流量为6.0m3/h、甲醇流量为5.5l/h的混合气氛中齿轮机构依次经升温、强渗、扩散、保温和油冷处理，后清洗，在175℃下保温180min进行回火，抛丸，风冷即得；其中：
升温，快速升温至885℃并保温20min，碳势为0.80c％；
强渗，快速升温至925℃强渗140min，碳势为1.1c％；
扩散，在925℃扩散130min，碳势为0.85c％；
保温，迅速降温至865℃并保温30min，碳势为0.75c％；
油温为105℃、搅拌速度为30rpm的条件下进行油冷。
经测试，上述渗碳热处理方法处理后的转向器齿轮机构零件表面硬度不低于680hv1，有效硬化层深度为0.55mm，心部硬度不低于345hv1，防渗保护层硬度不高于36hrc，表面硬度和硬化层深度达到产品技术要求，实现节能减排和降耗。
以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例所公开的内容。所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。