CN105171364A - 一种重卡汽车发动机正时齿轮的加工方法 - Google Patents

一种重卡汽车发动机正时齿轮的加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种重卡汽车发动机正时齿轮的加工方法，包括以下步骤：精模锻齿轮毛坯-调质处理－车－滚齿－剃齿－氮化处理－入库。本发明加工工艺简单，调质后氮化处理能增加齿部齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度，从而提高齿轮的寿命。而且本发明的齿轮材料选用优质合金钢结构钢42CrMo，模锻件后调质处理，硬度达到229～285HB，齿形加工完成后，进行齿面氮化处理，采用辉光离子氮化的方式，齿面硬度要求达到HV0.5＞600，全齿廓（包含齿根圆角）扩散层深＞0.3mm，化合物层＞0.007mm，脆性1～2级，疏松1～2级。

Description

一种重卡汽车发动机正时齿轮的加工方法
技术领域
本发明涉及一种重卡汽车发动机正时齿轮的加工方法，属于机械加工技术领域。
背景技术
一般情况下，重卡汽车发动机正时齿轮常采用20CrMo或20CrMnTi等低碳钢材料，渗碳淬火后磨削精加工来保证精度，而磨削加工效率较低，导致其加工工艺复杂性，成本较高。此外，齿轮在实际工作中，对温度环境要求高，长时间在超过200℃的环境下工作，容易产生退火，表面硬度下降，齿面会产生点蚀，影响到产品的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是：提供一种工艺简单、成本低、使用寿命长的重卡汽车发动机正时齿轮的加工方法，该方法能增加齿部齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度，从而提高齿轮的寿命，满足重卡汽车发动机正时齿轮的使用要求。
本发明的技术方案：一种重卡汽车发动机正时齿轮的加工方法，包括以下步骤：
（1）精模锻造：采用精模锻造齿轮毛坯；
（2）调质处理：将齿轮放入炉内随炉升温至850～880℃,保温时间110～140min，采用油淬方式直接淬火，冷至120～200℃，再重新加热610～650℃，在此温度下保温130～150min，放入水中冷却至室温；
（3）车削：将齿轮除轮齿之外的所有尺寸加工至图纸尺寸；
（4）滚齿：采用滚齿工艺将齿轮的轮齿加工成型，并为后续的剃齿加工预留0.5～0.1mm磨削余量；
（5）剃齿：采用剃齿工艺将齿轮的轮齿加工至图纸尺寸；
（6）氮化处理：将齿轮在放置在离子氮化设备上，利用辉光加热的方式将齿轮加热至520～540℃，在此温度下，气压保持260～300Pa，并根据渗层深度确定保温时间；
（7）检验及入库：将检验合格的齿轮进行入库处理。
前述方法中，氮化处理前采用120#航空汽油将齿轮表面清洗干净。
前述方法中，氮化处理的气压控制过程采用气压表测量，气压控制误差±5Pa。
前述方法中，氮化处理时采用夹具或工装保护齿轮的非氮化部位。
前述方法中，氮化处理或调质处理的控温过程采用热电偶测量温度，采用自动记录仪记录时间，炉温均匀性要求为±10℃。
前述方法中，齿轮材料为42CrMo，该材料进行调质处理后，硬度达到29～285HB，微观组织结构为回火索氏体组织，该种组织据有很好的机械性能。经过调质处理后的齿轮进行氮化处理，其表面形成氮化物，具有较高的硬度、高耐磨性，同时还具有一定的耐腐蚀性。经过离子氮化处理的齿轮，不仅接触疲劳提高，而且轮廓均匀时，减小齿轮在啮合过程中发生早期失效，同时弯曲疲劳也有较大提高。
由于采用了上述技术方案，本发明的优点在于：本发明的齿轮材料选用优质合金钢结构钢42CrMo，模锻件后调质处理，硬度达到229～285HB，齿形加工完成后，进行齿面氮化处理，采用辉光离子氮化的方式，齿面硬度要求达到HV0.5＞600，全齿廓（包含齿根圆角）扩散层深＞0.3mm，化合物层＞0.007mm，脆性1～2级，疏松1～2级。因此，本发明不仅加工工艺简单、快捷，生产成本低，而且成型的齿轮使用寿命长，能够满足不同的工作情况，应用范围广。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明的实施例：本发明选用42CrMo作为齿轮材料，并采用以下步骤进行加工：
（1）精模锻造：采用精模锻造齿轮毛坯；
（2）调质处理：将齿轮放入炉内随炉升温至850～880℃,保温时间110～140min，采用油淬方式直接淬火，冷至120～200℃，再重新加热610～650℃，在此温度下保温130～150min，放入水中冷却至室温；另外，调质处理的控温过程采用热电偶测量温度，采用自动记录仪记录时间，炉温均匀性要求为±10℃；
（3）车削：将齿轮除轮齿之外的所有尺寸加工至图纸尺寸；
（4）滚齿：采用滚齿工艺将齿轮的轮齿加工成型，并为后续的剃齿加工预留0.5～0.1mm磨削余量；
（5）剃齿：采用剃齿工艺将齿轮的轮齿加工至图纸尺寸；
（6）氮化处理：氮化处理前采用120#航空汽油将齿轮表面清洗干净，采用夹具或工装保护齿轮的非氮化部位，然后将齿轮在放置在离子氮化设备上，利用辉光加热的方式将齿轮加热至520～540℃，在此温度下，气压保持260～300Pa，并根据渗层深度确定保温时间，气压控制过程采用气压表测量，气压控制误差±5Pa；另外，氮化处理的控温过程采用热电偶测量温度，采用自动记录仪记录时间，炉温均匀性要求为±10℃。
（7）检验及入库：将检验合格的齿轮进行入库处理。

Claims (6)

1.一种重卡汽车发动机正时齿轮的加工方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）精模锻造：采用精模锻造齿轮毛坯；
（2）调质处理：将齿轮放入炉内随炉升温至850～880℃,保温时间110～140min，采用油淬方式直接淬火，冷至120～200℃，再重新加热610～650℃，在此温度下保温130～150min，放入水中冷却至室温；
（3）车削：将齿轮除轮齿之外的所有尺寸加工至图纸尺寸；
（4）滚齿：采用滚齿工艺将齿轮的轮齿加工成型，并为后续的剃齿加工预留0.5～0.1mm磨削余量；
（5）剃齿：采用剃齿工艺将齿轮的轮齿加工至图纸尺寸；
（6）氮化处理：将齿轮在放置在离子氮化设备上，利用辉光加热的方式将齿轮加热至520～540℃，在此温度下，气压保持260～300Pa，并根据渗层深度确定保温时间；
（7）检验及入库：将检验合格的齿轮进行入库处理。
2.根据权利要求1所述的重卡汽车发动机正时齿轮的加工方法，其特征在于：所述氮化处理前采用120#航空汽油将齿轮表面清洗干净。
3.根据权利要求2所述的重卡汽车发动机正时齿轮的加工方法，其特征在于：所述氮化处理的气压控制过程采用气压表测量，气压控制误差±5Pa。
4.根据权利要求3所述的重卡汽车发动机正时齿轮的加工方法，其特征在于：所述氮化处理时采用夹具或工装保护齿轮的非氮化部位。
5.根据权利要求1所述的重卡汽车发动机正时齿轮的加工方法，其特征在于：所述氮化处理或调质处理的控温过程采用热电偶测量温度，采用自动记录仪记录时间，炉温均匀性要求为±10℃。
6.根据权利要求1所述的重卡汽车发动机正时齿轮的加工方法，其特征在于：所述的齿轮材料为42CrMo。
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