本發(fā)明屬于熱處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種齒輪軸復(fù)合階梯滲碳淬火工藝。

背景技術(shù)：

滲碳淬火是金屬材料常見的一種熱處理工藝，它可以使?jié)B過碳的工件表面獲得很高的硬度，提高其耐磨程度。傳統(tǒng)工藝主要有：低溫回火、預(yù)冷直接淬火、一次加熱淬火、滲碳高溫回火、二次淬火冷處理、滲碳后感應(yīng)加熱等工序。淬火工藝在現(xiàn)代機械制造工業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，機械中重要零件，尤其在汽車、飛機、火箭中應(yīng)用的鋼件幾乎都經(jīng)過淬火處理，為滿足各種零件千差萬別的技術(shù)要求，發(fā)展了各種淬火工藝。滲碳是對金屬表面處理的一種，采用滲碳的多為低碳鋼或低合金鋼，具體方法是將工件置入具有活性滲碳介質(zhì)中,加熱到900--950攝氏度的單相奧氏體區(qū),保溫足夠時間后,使?jié)B碳介質(zhì)中分解出的活性碳原子滲入鋼件表層,從而獲得表層高碳,心部仍保持原有成分.相似的還有低溫滲氮處理。這是金屬材料常見的一種熱處理工藝，它可以使?jié)B過碳的工件表面獲得很高的硬度，提高其耐磨程度。

齒輪軸指支承轉(zhuǎn)動零件并與之一起回轉(zhuǎn)以傳遞運動、扭矩或彎矩的機械零件，一般為金屬圓桿狀，各段可以有不同的直徑，機器中作回轉(zhuǎn)運動的零件就裝在軸上。齒輪軸對零件的耐磨性、硬度和疲勞強度要求較高，采用一般的淬火工藝達不到理想要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對上述的問題，提出一種齒輪軸復(fù)合階梯滲碳淬火工藝。

1.為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為，本發(fā)明提供一種齒輪軸復(fù)合階梯滲碳淬火工藝，其特征在于包括以下步驟：

a)齒輪軸進爐，并將爐溫升至700℃；

b)保溫處理，保持700℃的爐溫40分鐘，減少齒輪軸內(nèi)外溫差；

c)升溫處理，將爐溫升至920℃后做恒溫處理，保持爐內(nèi)溫度穩(wěn)定在920℃，

d)階梯滲碳，第一階段：爐溫920℃、碳勢1.1％cp、滲碳時間100分鐘，第二階段：爐溫920℃、碳勢0.8％cp、滲碳時間40分鐘，第三階段：爐溫920℃、碳勢1.1％cp、滲碳時間30分鐘，第四階段：爐溫920℃、碳勢0.8％cp、滲碳時間30分鐘；

e)降溫保溫，降溫至830℃后進行保溫，碳勢0.8％cp，滲碳時間30分鐘；

f)降溫出爐淬火，將齒輪軸出爐進行油淬。

作為優(yōu)選，所述步驟f)后進行清洗，去除齒輪軸表面油漬。

作為優(yōu)選，清洗后將齒輪軸進行干燥。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果在于，

1、本發(fā)明在工件進行滲碳前首先在相變臨界點以下某一溫度進行恒溫處理，消除加工應(yīng)力；工件在此溫度內(nèi)外溫度趨于一致，減小內(nèi)外溫差，減少熱應(yīng)力；降低了加熱速度，減少熱應(yīng)力。

2、在滲碳階段采用階梯滲碳即循環(huán)增加、降低碳原子濃度梯度，提高碳原子擴散速度，減少工件在高溫下的保持時間，減少熱處理變形。

3、降溫淬火，滿足金相組織、機械性能的要求。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為實施例1提供的一種齒輪軸復(fù)合階梯滲碳淬火工藝圖；

圖2為實施例1提供的一種齒輪軸常規(guī)工藝滲碳淬火工藝圖；

以上各圖中1、復(fù)合階梯滲碳淬火工藝溫度變化曲線；2、復(fù)合階梯滲碳淬火工藝碳勢變化曲線；3、常規(guī)工藝溫度變化曲線；4、常規(guī)工藝碳勢變化曲線；

具體實施方式

為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點，下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用不同于在此描述的其他方式來實施，因此，本發(fā)明并不限于下面公開說明書的具體實施例的限制。

如圖1和圖2所示，常規(guī)的滲碳淬火工藝是將溫度升至相變臨界點的特定溫度后進行滲碳處理，然后降溫淬火，而本發(fā)明共分為三個大時間段，具體工藝步驟如下：

第一時間段具體包括a)齒輪軸進爐，并將爐溫升至700℃；b)保溫處理，保持700℃的爐溫40分鐘；此階段的主要作用為消除應(yīng)力，齒輪軸在進行滲碳前首先在相變臨界點以下的某一溫度(發(fā)明人選定溫度為700℃)進行保溫，消除加工應(yīng)力，另外，齒輪軸的內(nèi)外溫度在此恒定溫度下趨于一致，減小內(nèi)外溫差、降低加熱速度，減少了熱應(yīng)力。

第二時間段包括c)升溫處理，將爐溫升至920℃后做恒溫處理，保持爐內(nèi)溫度穩(wěn)定在920℃；d)階梯滲碳，第一階段：爐溫920℃、碳勢1.1％cp、滲碳時間100分鐘，第二階段：爐溫920℃、碳勢0.8％cp、滲碳時間40分鐘，第三階段：爐溫920℃、碳勢1.1％cp、滲碳時間30分鐘，第四階段：爐溫920℃、碳勢0.8％cp、滲碳時間30分鐘；本時間段相較于常規(guī)工藝采用階梯滲碳，循環(huán)增加、降低碳原子濃度梯度，發(fā)明人選定碳原子濃度在1.1％cp和0.8％cp之間交替，利用動能和勢能的相互轉(zhuǎn)換，增加流速，提高碳原子的擴散速度。

第三時間段為e)降溫保溫，降溫至830℃后進行保溫，碳勢0.8％cp，滲碳時間30分鐘；f)降溫出爐淬火，將齒輪軸出爐進行油淬。油淬完成后對齒輪軸進行清洗、干燥處理。

表1為齒輪軸熱處理前齒輪的螺旋線誤差變量

表1：熱處理前結(jié)果

實施例1

表1中同一批齒輪軸分別利用常規(guī)滲碳淬火工藝與上述復(fù)合階梯滲碳淬火工藝進行熱處理，對比結(jié)果如下表所示，表2為常規(guī)工藝，表3為復(fù)合階梯滲碳淬火工藝：

表2：常規(guī)滲碳淬火工藝

表3：復(fù)合階梯滲碳淬火工藝

實施例2

表1中同一批齒輪軸分別利用常規(guī)滲碳淬火工藝與上述復(fù)合階梯滲碳淬火工藝進行熱處理，對比結(jié)果如下表所示，表4為常規(guī)工藝，表5為復(fù)合階梯滲碳淬火工藝

表4：常規(guī)滲碳淬火工藝

表5：復(fù)合階梯滲碳淬火工藝

根據(jù)實施例1和實施例2對同一批熱處理前的齒輪軸分別用常規(guī)滲碳工藝和復(fù)合階梯滲碳工藝做熱處理后的數(shù)據(jù)對比可知，采用常規(guī)滲碳工藝熱處理后，齒輪的螺旋線誤差較大，螺旋線精度大大降低，而利用復(fù)合階梯滲碳工藝熱處理后，齒輪的螺旋線誤差較小，螺旋線精度較常規(guī)滲碳工藝有了顯著提高。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非是對本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實施例應(yīng)用于其它領(lǐng)域，但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。