CN106755772B - 一种css-42l齿轮钢非渗碳区域软化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种CSS‑42L齿轮钢非渗碳区域软化方法，经渗碳、亚温退火、淬火后，非渗碳区域的基体组织中，高温奥氏体完全转变为过冷奥氏体，硬度只有HRC28～35，便于机械切削加工。本发明通过上述工艺调整方案，使CSS‑42L渗碳类零件的非渗碳区域加工难度大幅降低，便于后续机械半精、精加工。

Description

一种CSS-42L齿轮钢非渗碳区域软化方法
技术领域
本发明涉及一种非渗碳区域软化方法，尤其是一种CSS-42L齿轮钢非渗碳区域软化方法。
背景技术
针对航空重载传动***对齿轮耐温性提出的超高要求，美国研制出CSS-42L第三代渗碳齿轮钢，该钢的一种显著特点就是具有良好的高温红硬性和高温回火抗力，渗碳淬火后，在427℃下服役500h，渗层组织硬度仍然维持在HRC60以上，抗干摩擦磨损能力异常优异。
传统齿轮渗碳、亚温退火、淬火、冷处理、回火后，需要对非渗碳区域进行半精加工、精加工，但CSS-42L齿轮钢经过渗碳、亚温退火、淬火、冷处理、时效回火后，非渗碳区域的硬度高达HRC45～55，机械半精、精加工难度极大，刀具耗损严重，生产效率大幅下降，这种情况在目前尚未见有相关文献报道对此加以解决。
发明内容
本发明的目的是提供一种CSS-42L齿轮钢非渗碳区域软化方法，通过调整其渗碳后的热处理工艺路线，使CSS-42L齿轮钢渗碳淬火后的非渗碳区域软化，硬度降至HRC28～35，便于后续机械半精、精加工。
采取的工艺调整方案具体如下：
1、CSS-42L齿轮钢渗碳后，不进行亚温退火，直接置于真空油淬炉内进行高温奥氏体化，奥氏体化温度1050～1200℃，保温0.5～6h后，进行真空油淬，淬火油浴温度为40～75℃；
2、油淬后进行100～300℃消除应力处理，消除应力时间为1～10h；
3、消除应力后，对非渗碳区域进行机械切削加工；
4、非渗碳区域机械切削加工完成后，对零件整体进行冷处理，在-180～-70℃进行冷处理，处理时间为2～10h；
5、冷处理后，将零件转至真空炉进行时效处理，或在零件表面镀铜后使用可控气氛炉进行时效处理，时效处理温度为466～526℃，时效时间为1～8h。
由于CSS-42L材料合金含量超过30wt.％，零件经渗碳、亚温退火、淬火后，非渗碳区域的基体组织中，高温奥氏体完全转变为过冷奥氏体，硬度只有HRC28～35，便于机械切削加工。虽然此时零件的渗碳区域同样为低硬度的过冷奥氏体组织，这种过冷奥氏体更加稳定。非渗碳区域机械切削加工完成后，零件进行冷处理，可以将过冷奥氏体转变为淬火马氏体组织，渗碳区域的渗层组织及非渗碳区域的基体组织硬度大幅提高，再经过高温时效二次硬化，渗碳区域与非渗碳区域的硬度均恢复到原有工艺(渗碳、亚温退火、淬火、冷处理、时效回火)的硬度指标。本发明通过上述工艺调整方案，使CSS-42L渗碳类零件的非渗碳区域加工难度大幅降低，便于后续机械半精、精加工。
具体实施方式
一种CSS-42L齿轮钢非渗碳区域软化方法包括以下步骤：
1、CSS-42L齿轮钢渗碳后，不进行亚温退火，直接置于真空油淬炉内进行高温奥氏体化，奥氏体化温度1050～1200℃，保温0.5～6h后，进行真空油淬，淬火油浴温度为40～75℃；
2、油淬后进行100～300℃消除应力处理，消除应力时间为1～10h；
3、消除应力后，对非渗碳区域进行机械切削加工；
4、非渗碳区域机械切削加工完成后，对零件整体进行冷处理，在-180～-70℃进行冷处理，处理时间为2～10h；
5、冷处理后，将零件转至真空炉进行时效处理，或在零件表面镀铜后使用可控气氛炉进行时效处理，时效处理温度为466～526℃，时效时间为1～8h。
实施例
某航空传动***用齿轮零件，材料为CSS-42L齿轮钢，零件齿面进行渗碳后，其非渗碳区的硬度HRC51.8。后续需要对其非渗碳区域进行机械切削加工，因此要对非渗碳区域进行软化，其具体的步骤为：
1、零件经渗碳后，不进行亚温退火，直接置于真空油淬炉内进行高温奥氏体化，奥氏体化温度1100℃，保温2h后，进行真空油淬，淬火油浴温度为55℃；
2、油淬后进行200℃消除应力处理，消除应力时间为4h；
3、消除应力后，对非渗碳区域进行机械切削加工；
4、非渗碳区域机械切削加工完成后，对零件整体进行冷处理，在-180℃进行冷处理，处理时间为4h；
5、冷处理后，将零件转至真空炉进行时效处理，时效处理温度为496℃，时效时间为4h。
通过上述方法进行工艺方案调整与优化，非渗碳区域在渗碳、真空油淬后的硬度为HRC31.2，切削性能大幅改善；同时，加工后进行冷处理，使非渗碳区域的硬度恢复到原工艺指标，满足了设计要求。

Claims (1)

1.一种CSS-42L齿轮钢非渗碳区域软化方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
1)CSS-42L齿轮钢渗碳后，不进行亚温退火，直接置于真空油淬炉内进行高温奥氏体化，奥氏体化温度1050～1200℃，保温0.5～6h后，进行真空油淬，淬火油浴温度为40～75℃；
2)油淬后进行100～300℃消除应力处理，消除应力时间为1～10h；
3)消除应力后，对非渗碳区域进行机械切削加工；
4)非渗碳区域机械切削加工完成后，对零件整体进行冷处理，在-180～-70℃进行冷处理，处理时间为2～10h；
5)冷处理后，将零件转至真空炉进行时效处理，或在零件表面镀铜后使用可控气氛炉进行时效处理，时效处理温度为466～526℃，时效时间为1～8h。
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