專利名稱：齒輪毛坯等溫退火工藝與等溫退火生產(chǎn)線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的齒輪毛坯等溫退火工藝與等溫退火生產(chǎn)線屬于熱處理工藝與熱處 理設(shè)備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的技術(shù)中，批量生產(chǎn)的齒輪毛坯的熱處理主要有三種，即正火(圖1)、正火+ 回火(圖2)和等溫正火(圖3)，在上述工藝中工件均被整體加熱到Ac3點以上，然后進(jìn)行 不同方式的冷卻。齒輪毛坯的熱處理又稱預(yù)先熱處理，它的作用是消除鍛造應(yīng)力，細(xì)化組織 和獲得適應(yīng)的硬度，以利于機(jī)械加工。由于齒輪的輪輔和內(nèi)孔一般采用車削和拉削加工，這 種機(jī)加工方式對金相組織的要求并不高，而齒圈部位需采用滾齒和插齒加工，這種斷續(xù)切 削方式對金相組織和硬度有著較高的要求。從獲得最佳的切削性能的經(jīng)濟(jì)合理的工藝角度 出發(fā)，齒輪的輪輻和齒圈的熱處理允許存在差異，這就是本發(fā)明的動機(jī)?，F(xiàn)有技術(shù)中的齒坯 整體加熱工藝并不利于使齒圈準(zhǔn)確穩(wěn)定地獲得具有優(yōu)越切削性能的金相組織。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中不足之處，本發(fā)明設(shè)計了依據(jù)鋼鐵材料等溫轉(zhuǎn)變曲線(TTT曲)制 定的等溫退火工藝，該發(fā)明的特點之一是只對齒圈部位進(jìn)行重結(jié)晶加熱(Ac3+50-8(TC )并 接續(xù)進(jìn)行等溫退火，該發(fā)明的特點之二是采用感應(yīng)加熱對齒圈部位進(jìn)行穿透加熱。其熱處 理工藝曲線如圖4、圖5所示，圖4為齒輪毛坯鍛造余熱等溫退火工藝曲線示意圖，圖5為 鍛件冷卻后再進(jìn)行的等溫退火工藝曲線示意圖。本發(fā)明的齒坯等溫退火生產(chǎn)線構(gòu)成示意圖如圖6所示，圖中1為送料機(jī)，2為網(wǎng)帶 式均熱爐，3為中頻加熱爐，4為網(wǎng)帶式退火爐。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的明顯區(qū)別有兩點，其一 為無高溫爐(800-950°C)，兩臺網(wǎng)帶爐均為低溫爐，最高設(shè)計溫度為700°C ；其二為引入感 應(yīng)加熱裝置。實際應(yīng)用證明了該發(fā)明的如下優(yōu)點1、無論是利用鍛造余熱的等溫退火工藝(圖4)或鍛件冷卻后再進(jìn)行的等溫退火 工藝(圖5)都確保了輪輻部位的硬度要求(HB187-207)。2、該發(fā)明預(yù)先將齒坯整體加熱至等溫退火所需的珠光體等溫轉(zhuǎn)變溫度，然后僅對 齒圈部位進(jìn)行感應(yīng)加熱的明顯好處是確保奧氏體化狀態(tài)一致性，以及從奧氏體化溫度降溫 到珠光體轉(zhuǎn)變溫度的一致性，同時由于采用了單件操作的感應(yīng)加熱技術(shù)，這就為精確尋求 最佳金相組織創(chuàng)造了有利條件，而現(xiàn)有技術(shù)中在網(wǎng)帶爐中進(jìn)行整體加熱，整體冷卻則很難 精確控制齒坯的熱處理過程。3、該發(fā)明的在節(jié)能上有明顯的優(yōu)勢，首先該工藝免除了工件整體的高溫加熱 (800-9500C )這將使?fàn)t膛溫度降至650-680°C，這將極大減少了爐壁的熱損失，也延長了爐 齡，而齒圈的感應(yīng)加熱也只是有10-20秒，晶體管感應(yīng)加熱電源的效率可高達(dá)95%，該發(fā)明 與現(xiàn)有工藝相比節(jié)能效果是顯著的。
該發(fā)明將工藝與設(shè)備融為一體，從而有利于該發(fā)明的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。


附圖1正火工藝曲線示意圖
附圖2正火+回火工藝曲線示意圖
附圖3等溫正火工藝曲線示意圖
附圖4鍛造余熱等溫退火工藝曲線示意圖
附圖5等溫退火工藝曲線示意圖
附圖6等溫退火生產(chǎn)線構(gòu)成示意圖
具體實施例方式以下結(jié)合附圖4與附圖6對本發(fā)明的具體實施做詳細(xì)說明。附圖4為本發(fā)明的鍛造預(yù)熱等溫退火工藝曲線示意圖，按此工藝要求，齒輪毛坯 自模鍛錘出模后可用傳送帶將毛坯送入圖6中的網(wǎng)帶式均熱爐，均熱溫度根據(jù)鍛坯鋼種的 TTT曲線選取，均溫后毛坯自動落至中頻加熱爐工作區(qū)，此時毛坯由人工或自動裝料機(jī)裝入 中頻感應(yīng)器內(nèi)，中頻加熱程序啟動，加熱至預(yù)定奧氏體化溫度后停止加熱，齒輪毛坯由人工 或自動卸料機(jī)送入網(wǎng)帶式退火爐進(jìn)行等溫退火，等溫退火的時間由金相組織判定并據(jù)此調(diào) 整工藝參數(shù)以保證退火的毛坯硬度符合HB187-207的要求，應(yīng)用本發(fā)明對20CrMnTi鋼坯、 42CrMo鋼坯、30Cr2MoV鋼齒輪坯進(jìn)行熱處理，均達(dá)到預(yù)定的硬度要求，而且每件齒坯的硬度 差值< 5HB，并滿足各項切削性能要求。本發(fā)明的實例說明該工藝為熱處理工藝的數(shù)值化模擬控制創(chuàng)造了有利條件，同時 該發(fā)明也縮短了齒輪毛坯的熱處理周期。
權(quán)利要求
一項批量生產(chǎn)的齒輪毛坯等溫退火工藝，其熱處理工藝曲線示意圖見圖(4)、圖(5)，其技術(shù)特征在于去除了齒輪毛坯的整體重結(jié)晶加熱，只對齒圈部位采用感應(yīng)穿透加熱方式實施局部奧氏體化處理。
2.一種用于批量生產(chǎn)的齒輪毛坯等溫退火生產(chǎn)線，其主要構(gòu)成示意圖見附圖(6)，其 設(shè)備構(gòu)成特征在于設(shè)計了中頻加熱爐工作區(qū)并對齒圈部位實行奧氏體化加熱，齒輪毛坯熱 處理過程如圖(4)、圖(5)所示。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種批量生產(chǎn)的齒輪鍛造毛坯的熱處理工藝與一條相應(yīng)的熱處理生產(chǎn)線。本發(fā)明免除了對齒輪毛坯的整體重結(jié)晶加熱，不論是采用本發(fā)明的鍛造余熱等溫退火工藝或是毛坯冷卻后實施的等溫退火都能使齒坯穩(wěn)定地獲得具有優(yōu)越切削性能的金相組織和預(yù)期的硬度值。
文檔編號C21D1/26GK101886163SQ20091006882
公開日2010年11月17日 申請日期2009年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月13日
發(fā)明者張元增 申請人:天津市天瑞硬化工程有限公司