5C%，保持4-5小时；
然后为低碳势扩散阶段，控制碳势CP为0.85±0.05C%，保持5-6小时；
再为降低碳势扩散阶段，控制碳势CP为0.75±0.05C%，保持4-5小时；
3)降温，将齿轮冷却至830±30°C均温1- 2小时，继续冷却至650±30°C保温3 - 4小时；
4)淬火，将齿轮升温至830±10°C保温1- 2小时，出炉分级淬火，淬火介质为熔融硝盐，硝盐浴的成分按质量分数为:55%KN03+45%NaN03;
5 )回火，将齿轮在回火炉中加热至160-2200C，并保温3-4小时，然后出炉空冷至室温。回火次数为两次。
[0022]优选的，所述的分段式升温均温步骤中，均温时间=a XKXD，式中α为加热系数(min/mm)，D为工件有效厚度(mm)，K为工件装炉条件修正系数。所述的碳势逐级降低渗碳步骤中，所述的渗碳时间％?= (δ/Κ)2，式中δ为渗层深度(mm)，K为渗碳温度系数。通过以上计算式可以相对确认均温时间和渗碳时间。简单来说，所述的均温时间与齿轮的尺寸、装炉量有关，齿轮越大，转炉量越大，均温时间越长；渗碳时间与齿轮渗碳层深度有段，渗碳层深度越深，渗碳时间越长。
[0023]本发明中，所述渗碳剂可为甲醇、乙烷、丙烷、乙醇、丙醇、醋酸乙酯的任意一种或多种，或其他。所述的碳势逐级降低渗碳步骤中，所述碳势通过调节渗碳剂流量来控制。
[0024]进一步地，本发明的优选实施例具体为:
1)升温，将齿轮置于渗碳炉内加热至650°C均温2小时，继续升温至830°C均温2小时，再升温至930 °C ；
2)渗碳，向渗碳炉内通入甲醇和丙烷开始渗碳，首先为高碳势强渗阶段，控制碳势CP为1.25C%，保持6小时。再为降低碳势强渗阶段，控制碳势CP为1.15C%，保持5小时。然后为低碳势扩散阶段，控制碳势CP为0.85C%，保持5小时。再为降低碳势扩散阶段，控制碳势CP为0.75C%，保持4小时；
3)降温，将齿轮冷却至830°C均温2小时，继续冷却至650°C保温4小时；
4)淬火，将齿轮升温至830°C保温2小时，出炉分级淬火，淬火介质为熔融硝盐，硝盐浴的成分为:55%KN03+45%NaN03，硝盐浴的温度保持在180°C，并快速搅拌熔融硝盐；
5)回火，将齿轮在回火炉中加热至180°C，保温3小时后空冷至室温，然后再加热至180°C，保温3小时后出炉空冷至室温。
[0025]本实施例中:该齿轮材质为低碳钢，例如选用18CrNiMo7_6。
[0026]本实施例中:该渗碳气氛中的载气为氮气和甲醇，加入比例为1.1:1，富化气为丙烧，该甲醇的加入量为3.8升/小时。
[0027]采用上述热处理方法得到如下具体的技术效果:1，热处理后的齿轮表面碳化物级别为1-2级，表面硬度为58-62HRC，有效硬化层深度为1.5-1.9mm ;2，齿轮表面脱碳层(15Mm，非马氏体组织彡12Mm ;3，齿轮的尺寸变形减少了 3/4，精度提高了 2_3级；4，节约能耗15%。
[0028]同理的，经过本发明范围中其他的热处理方法处理的大型重载齿轮同样能达到上述的技术效果。
[0029]本发明并不限于前述实施方式，本领域技术人员在本发明技术精髓的启示下，还可能做出其他变更，但只要其实现的功能与本发明相同或相似，均应属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种大型重载齿轮渗碳淬火方法，其特征在于:包括如下步骤， 51、分段式升温均温步骤，将齿轮置于渗碳炉内加热至650±30°C均温一段时间t^s，继续升温至830±30°C均温一段时间t均温，再升温至930±10°C ； 52、碳势逐级降低渗碳步骤，向渗碳炉内通入渗碳剂开始渗碳，首先为高碳势强渗阶段，控制碳势CP为1.25±0.05C% ;再为降低碳势强渗阶段，控制碳势CP为1.15±0.05C% ；然后为低碳势扩散阶段，控制碳势CP为0.85±0.05C% ;再为降低碳势扩散阶段，控制碳势CP为0.75±0.05C%，每个阶段均维持一段渗碳时间&#碳； 53、分段式降温均温步骤，将齿轮冷却至830±30°C均温一段时间，继续冷却至650±30°C保温3 - 4小时； 54、分级淬火步骤，将齿轮升温至830±10°C保温1- 2小时，出渗碳炉后进入盐浴炉分级淬火； 55、低温回火步骤，将齿轮放在回火炉中加热至160-220°C，并保温3-4小时，然后出炉空冷至室温。
2.根据权利要求1所述的大型重载齿轮渗碳淬火方法，其特征在于:所述的分段式升温均温步骤、分段式降温均温步骤中，均温时间t_s =a XKXD，式中α为加热系数(min/mm), D为工件有效厚度(mm)，K为工件装炉条件修正系数。
3.根据权利要求2所述的大型重载齿轮渗碳淬火方法，其特征在于:所述的分段式升温均温步骤、分段式降温均温步骤中，均温时间为1- 2小时。
4.根据权利要求1所述的大型重载齿轮渗碳淬火方法，其特征在于:所述渗碳剂为甲醇、乙烷、丙烷、乙醇、丙醇、醋酸乙醋的任意一种或多种。
5.根据权利要求1所述的大型重载齿轮渗碳淬火方法，其特征在于:所述的碳势逐级降低渗碳步骤中，所述的渗碳时间％?= (δ/Κ)2，式中δ为渗层深度(mm)，K为渗碳温度系数。
6.根据权利要求5所述的大型重载齿轮渗碳淬火方法，其特征在于:所述的碳势逐级降低渗碳步骤中，高碳势强渗阶段的渗碳时间保持5-6小时；降低碳势强渗阶段的渗碳时间保持4-5小时；低碳势扩散阶段的渗碳时间保持5-6小时；降低碳势扩散阶段的渗碳时间保持4-5小时。
7.根据权利要求1所述的大型重载齿轮渗碳淬火方法，其特征在于:所述的碳势逐级降低渗碳步骤中，所述碳势通过调节渗碳剂流量来控制。
8.根据权利要求1所述的大型重载齿轮渗碳淬火方法，其特征在于:所述的淬火步骤中，采用的淬火介质为熔融硝盐，硝盐浴的成分按质量分数为:55%KN03+45%NaN03。
9.根据权利要求1所述的大型重载齿轮渗碳淬火方法，其特征在于:所述的低温回火步骤中，回火的次数为两次。
【专利摘要】本发明提供了一种大型重载齿轮的渗碳淬火方法，包括分段式升温均温步骤，碳势逐级降低渗碳步骤，分段式降温均温步骤，分级淬火步骤，低温回火步骤。本发明提供的大型重载齿轮渗碳淬火热处理方法，其既能缩短热处理周期，提高生产效率，节约能耗，又能有效控制齿轮的热处理变形量，优化齿轮表面的金相组织，提高齿轮的综合力学性能。
【IPC分类】C21D9-32, C21D1-18, C23C8-22
【公开号】CN104711401
【申请号】CN201510065483
【发明人】刘聪敏, 王文涛, 樊洋, 陈亮
【申请人】南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年2月9日