CN112359175A - 一种60hrc级传动齿轮的精锻成型工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种60HRC级传动齿轮的精锻成型工艺,该工艺包括下料、淬火‑回火、热循环、渗碳、清洗和成型工序。通过采用淬火‑回火、热循环和渗碳结合的处理工艺,使碳原子有效渗入零件基体,并形成高硬度和强度的碳化物梯度扩散层,有效提升齿轮的心部硬度,改善其使用性能及热处理变形。本发明制得的传动齿轮不仅具有优异的物理机械性能,还具有良好的抗压、耐磨、耐蚀性能。
Description
技术领域
本发明属于齿轮加工技术领域,特别涉及一种60HRC级传动齿轮的精锻成型工艺。
背景技术
齿轮传动由于具有功率传动恒定、速比范围大、功率范围广、结构紧凑可靠等优点广泛应用于各种机械设备和仪器仪表中,成为当代机械产品中所占比重最大的一种传动。随着现代生产和科技的不断发展,齿轮传动大量应用于高速、重载、小型、轻量以及大传动比的场合,这些对齿轮传动的强度和可靠性等都提出了更高的要求。
在服役工况中,齿轮在啮合时,两齿面之间存在滚动摩擦和滑动摩擦,同时齿轮根部承受接触、弯曲和冲击等应力。基于以上工况,传动齿轮必须具有较高的强度、较好的冲击初性、优良的耐磨性能、较好的疲劳性能及较高的加工精度等特性。目前传动齿轮的热处理多采用渗碳淬火,但渗碳淬火后的传动齿轮变形严重,而调整热处理参数的改善效果并不明显。
基于以上分析,本发明人对现有的传动齿轮生产工艺进行研究改进,本案由此产生。
发明内容
本发明的目的,在于提供一种60HRC级传动齿轮的精锻成型工艺,制得的传动齿轮不仅具有优异的物理机械性能,还具有良好的抗压、耐磨、耐蚀性能。
为了达成上述目的,本发明的解决方案是:
一种60HRC级传动齿轮的精锻成型工艺,包括如下步骤:
步骤1,下料:选取钢料,切割备用;
步骤2,淬火-回火:将钢料加热至800-870℃,保温1-2h后用冷却水冷却至室温,然后加热至720-760℃,保温30-50min,先采用水冷至500-550℃,再自然冷却至270-300℃,最后用水冷至室温;
步骤3,热循环:将钢料加热至810-830℃,保温20-30min,再加热至840-850℃,保温30-40min,然后油冷至680-750℃,保温5-10min,加热至760-780℃,保温10-15min,再加热至810-840℃,保温20-30min,然后采用水冷与自然冷却结合,先水冷至550-600℃,再自然冷却至270-320℃,最后用水冷至室温;
步骤4,渗碳:将钢料加热至880-920℃,保温4-6h,水冷至810-840℃,保温20-40min,然后油冷至室温,再加热至150-200℃,保温2-4h,自热冷却至室温;
步骤5,将钢料用油洗净后,压制成型,卸料即可得到传动齿轮。
上述步骤2中,采用40-50℃/min的速度加热,水冷的冷却速度为15-20℃/min。
上述步骤3中,采用50-60℃/min的速度加热至810-830℃,油冷的冷却速度为10-20℃/min,水冷的冷却速度为20-30℃/min。
上述步骤4中,采用45-55℃/min的速度加热至880-920℃,水冷的冷却速度为5-10℃/min,油冷的冷却速度为25-35℃/min。
采用上述方案后,本发明采用淬火-回火、热循环和渗碳结合的处理工艺,使碳原子有效渗入零件基体,并形成高硬度和强度的碳化物梯度扩散层,有效提升齿轮的心部硬度,改善其使用性能及热处理变形。本发明制得的传动齿轮不仅具有优异的物理机械性能,还具有良好的抗压、耐磨、耐蚀性能。
具体实施方式
以下将结合具体实施例,对本发明的技术方案及有益效果进行详细说明。
实施例1
一种60HRC级传动齿轮的精锻成型工艺,包括以下步骤:
步骤1,下料:选取钢料,切割备用。
步骤2,淬火-回火:将钢料用50℃/min的速度加热至800℃,保温1h,用冷却水冷却至室温,然后加热至740℃,保温50min,先用20℃/min的冷却速度水冷至500℃,再自然冷却至270℃,最后用20℃/min的冷却速度水冷至室温。
步骤3,热循环:将钢料用55℃/min的速度加热至820℃,保温20min,再加热至840℃,保温40min,然后用15℃/min的冷却速度油冷至710℃,保温8min,加热至760℃,保温15min,再加热至830℃,保温20min,然后采用水冷与自然冷却结合,先用25℃/min的冷却速度水冷至550℃,再自然冷却至320℃,最后用水冷至室温。
步骤4,渗碳:将用45℃/min的速度钢料加热至900℃,保温5h,用5℃/min的冷却速度水冷至840℃,保温40min,然后用25℃/min的冷却速度油冷至室温,再加热至180℃,保温2h,自热冷却至室温;
步骤5,将钢料用油洗净后,压制成型,卸料即可得到传动齿轮。
实施例2
一种60HRC级传动齿轮的精锻成型工艺,包括以下步骤:
步骤1,下料:选取钢料,切割备用。
步骤2,淬火-回火:将钢料用45℃/min的速度加热至840℃,保温1.5h,用冷却水冷却至室温,然后加热至720℃,保温50min,先用18℃/min的冷却速度水冷至520℃,再自然冷却至290℃,最后用15℃/min的冷却速度水冷至室温。
步骤3,热循环:将钢料用60℃/min的速度加热至830℃,保温30min,再加热至850℃,保温30min,然后用18℃/min的冷却速度油冷至680℃,保温8min,加热至770℃,保温15min,再加热至820℃,保温20min,然后采用水冷与自然冷却结合,先用30℃/min的冷却速度水冷至580℃,再自然冷却至300℃,最后用水冷至室温。
步骤4,渗碳:将用50℃/min的速度钢料加热至920℃,保温5h,用8℃/min的冷却速度水冷至820℃,保温40min,然后用30℃/min的冷却速度油冷至室温,再加热至190℃,保温3h,自热冷却至室温;
步骤5,将钢料用油洗净后,压制成型,卸料即可得到传动齿轮。
实施例3
一种60HRC级传动齿轮的精锻成型工艺,包括以下步骤:
步骤1,下料:选取钢料,切割备用。
步骤2,淬火-回火:将钢料用40℃/min的速度加热至840℃,保温1h,用冷却水冷却至室温,然后加热至720℃,保温50min,先用15℃/min的冷却速度水冷至550℃,再自然冷却至300℃,最后用20℃/min的冷却速度水冷至室温。
步骤3,热循环:将钢料用60℃/min的速度加热至810℃,保温30min,再加热至850℃,保温30min,然后用20℃/min的冷却速度油冷至690℃,保温10min,加热至770℃,保温10min,再加热至840℃,保温30min,然后采用水冷与自然冷却结合,先用30℃/min的冷却速度水冷至590℃,再自然冷却至280℃,最后用水冷至室温。
步骤4,渗碳:将用55℃/min的速度钢料加热至920℃,保温4h,用10℃/min的冷却速度水冷至830℃,保温30min,然后用35℃/min的冷却速度油冷至室温,再加热至150℃,保温4h,自热冷却至室温;
步骤5,将钢料用油洗净后,压制成型,卸料即可得到传动齿轮。
实施例4
一种60HRC级传动齿轮的精锻成型工艺,包括以下步骤:
步骤1,下料:选取钢料,切割备用。
步骤2,淬火-回火:将钢料用50℃/min的速度加热至830℃,保温1h,用冷却水冷却至室温,然后加热至750℃,保温50min,先用20℃/min的冷却速度水冷至525℃,再自然冷却至295℃,最后用20℃/min的冷却速度水冷至室温。
步骤3,热循环:将钢料用55℃/min的速度加热至825℃,保温20min,再加热至850℃,保温40min,然后用15℃/min的冷却速度油冷至735℃,保温8min,加热至775℃,保温15min,再加热至825℃,保温20min,然后采用水冷与自然冷却结合,先用25℃/min的冷却速度水冷至585℃,再自然冷却至305℃,最后用水冷至室温。
步骤4,渗碳:将用45℃/min的速度钢料加热至895℃,保温5h,用5℃/min的冷却速度水冷至815℃,保温40min,然后用25℃/min的冷却速度油冷至室温,再加热至185℃,保温4h,自热冷却至室温;
步骤5,将钢料用油洗净后,压制成型,卸料即可得到传动齿轮。
采用本发明的工艺制得的传动齿轮表面硬度为HRC60~63,有效硬化层控制在0.4~0.6之间,平面控制在0.11之内,圆度在0.05之内。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想,不能以此限定本发明的保护范围,凡是按照本发明提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本发明保护范围之内。
Claims (4)
1.一种60HRC级传动齿轮的精锻成型工艺,其特征在于包括如下步骤:
步骤1,下料:选取钢料,切割备用;
步骤2,淬火-回火:将钢料加热至800-870℃,保温1-2h后用冷却水冷却至室温,然后加热至720-760℃,保温30-50min,先采用水冷至500-550℃,再自然冷却至270-300℃,最后用水冷至室温;
步骤3,热循环:将钢料加热至810-830℃,保温20-30min,再加热至840-850℃,保温30-40min,然后油冷至680-750℃,保温5-10min,加热至760-780℃,保温10-15min,再加热至810-840℃,保温20-30min,然后采用水冷与自然冷却结合,先水冷至550-600℃,再自然冷却至270-320℃,最后用水冷至室温;
步骤4,渗碳:将钢料加热至880-920℃,保温4-6h,水冷至810-840℃,保温20-40min,然后油冷至室温,再加热至150-200℃,保温2-4h,自热冷却至室温;
步骤5,将钢料用油洗净后,压制成型,卸料即可得到传动齿轮。
2.如权利要求1所述的工艺,其特征在于:所述步骤2中,采用40-50℃/min的速度加热,水冷的冷却速度为15-20℃/min。
3.如权利要求1所述的工艺,其特征在于:所述步骤3中,采用50-60℃/min的速度加热至810-830℃,油冷的冷却速度为10-20℃/min,水冷的冷却速度为20-30℃/min。
4.如权利要求1所述的工艺,其特征在于:所述步骤4中,采用45-55℃/min的速度加热至880-920℃,水冷的冷却速度为5-10℃/min,油冷的冷却速度为25-35℃/min。
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