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重载齿轮的渗碳热处理方法

发布时间: 2017-11-22 14:57 作者: 浏览次数: 294 Views 字号:

重载齿轮承载大,冲击力强,使用时应具有较高的抗冲击和抗过载能力。重载齿轮常用20CrMnMo制造,相关渗碳热处理工艺有:

1、不常用工艺

1)渗碳后降温至淬火温度,经保温后直接淬火。采用此方法容易使材料晶粒粗大,脆性较大,工件组织应力大,只能承载强度较小的小模数齿轮。

2)渗碳后直接出炉空冷或出炉后进缓冷坑冷到室温,再重新进炉加热淬火。20CrMnMo钢的特性,在工件渗碳后对冷却速度应有严格要求,否则冷却时工件表层组织和次表层组织转变不同步,造成工件表面产生较大的拉应力,工件容易开裂。

3)对使用性能要求高的深层渗碳零件,为了同时保证表面渗碳层和心部组织的质量指标,也可采用两次淬火,第一次加热到心部AC3+(30-50)℃淬火,第二次加热到表面AC1+(30-50)℃淬火,但这样热处理后产生应力大,而且能耗高。

2、常用工艺

渗碳后先炉冷到550℃出炉空冷,随后重新入炉加热淬火,此方法是目前生产中20CrMnMo钢零件最常用的工艺。也存在问题:热处理时间长,一方面由于渗碳后需炉冷到一定温度才能出炉,出炉温度越低对工件表面减少氧化脱碳越有利。另一方面,由于工件进行淬火加热时,需经过一段建立炉气碳势的时间,才能确保淬火后工件的表面质量。

3、新工艺

在确保热处理质量的前提下,为了缩短渗碳生产周期,节约成本的新工艺。该工艺将渗碳、等温及淬火结合于一体,将生产周期缩短20%,能耗降低10%。具体为:

1)渗碳阶段。优化渗碳中强渗、扩散各阶段碳势、时间等工艺参数,以较快的渗碳速度达到要求的质量指标。

2)渗碳炉阶段。随着炉温的降低,渗碳表层会逐步析出少量细网渗碳体,冷却到620℃,会发生奥氏体向珠光体重结晶转变。600-620℃等温停留,渗碳表面碳化物将发生部分球化作用。

3)淬火加热阶段。第一阶段加热温度840-860℃。此时珠光体转变成奥氏体,碳化物溶入奥氏体,保证了淬火后马氏体的高硬度和强度,同时保留了适量的未溶碳化物。第二阶段较低的加热温度810-830℃是为了减少淬火应力,同时有利于表面获得高硬度。

4)回火阶段。通过200-240℃的低温回火,淬火马氏体将转变为回火马氏体,同时表面残留奥氏体将分解为马氏体。为使残留奥氏体转变充分,可采用两次回火。

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