本發(fā)明涉及熱處理領(lǐng)域，具體涉及一種合金滲碳鋼齒輪熱處理工藝。
背景技術(shù)：
齒輪為主/副軸傳動機(jī)構(gòu)主軸上傳遞高轉(zhuǎn)速動力的重要部件，齒輪在傳遞動力及改變速度的運(yùn)行過程中，一對嚙合齒面之間既有滾動，又有滑動，而且齒根部還將受到脈動或交變彎曲應(yīng)力的作用，這些應(yīng)力主要有三種：摩擦力、接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力。
由于常在高轉(zhuǎn)速、高功率載荷、多種應(yīng)力作用狀態(tài)下服役，因此齒輪極易產(chǎn)生疲勞點(diǎn)蝕磨損，在該領(lǐng)域，因?yàn)樵摴收系膶?dǎo)致的發(fā)動機(jī)異響的發(fā)生率比較高。齒輪在機(jī)車機(jī)構(gòu)中運(yùn)用極廣，因此機(jī)車在高速行駛過程中，齒輪上的單位負(fù)荷及應(yīng)力非常大，這就導(dǎo)致齒輪更容易產(chǎn)生耐久點(diǎn)蝕磨損，所以在開發(fā)過程中就出現(xiàn)了齒輪耐久后出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕磨損的問題，嚴(yán)重影響齒輪的使用壽命及機(jī)構(gòu)裝置的安全性，研究發(fā)現(xiàn)，這與齒輪的后期熱處理有著很大的關(guān)聯(lián)，因此，需要改進(jìn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種合金滲碳鋼齒輪熱處理工藝，本發(fā)明的熱處理工藝通過改善齒輪工件的預(yù)熱、強(qiáng)滲、擴(kuò)散和淬火工藝，從而改善齒輪點(diǎn)蝕磨損，大大延長齒輪的使用壽命。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：
一種合金滲碳鋼齒輪熱處理工藝，按照以下步驟進(jìn)行：
(1)預(yù)熱：將待處理齒輪工件在溫度為680-740℃條件下進(jìn)行預(yù)熱40-50min；
(2)碳氮共滲：將齒輪工件升溫至860-940℃進(jìn)行碳氮共滲處理，在強(qiáng)滲階段碳勢控制為1.30-1.50％，在擴(kuò)散階段碳勢控制為1.50-1.60％；之后降溫至760-820℃進(jìn)行保溫，保溫階段碳勢控制在1.10-1.20％；
(3)淬火：碳氮共滲結(jié)束后將齒輪工件在溫度為180-220℃條件下進(jìn)行淬火；
(4)回火冷卻：最后將齒輪工件在溫度為240-260℃條件下進(jìn)行回火，冷卻后即可。
進(jìn)一步地，在步驟(1)中，在所述預(yù)熱過程中通入氬氣或氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體。
進(jìn)一步地，在步驟(2)中，所述強(qiáng)滲階段時(shí)間為1-2h；所述擴(kuò)散階段時(shí)間為25-35min；所述保溫階段時(shí)間為15-25min。
優(yōu)選地，在碳氮共滲處理中，氮源為氨氣，碳源為甲醇和丙烷。
進(jìn)一步地，在碳氮共滲處理中，所述甲醇和丙烷在強(qiáng)滲階段通入，直至保溫階段結(jié)束時(shí)停止；所述氨氣在擴(kuò)散階段開始時(shí)通入，直至保溫階段結(jié)束時(shí)停止。
進(jìn)一步地，在碳氮共滲處理中，甲醇和丙烷的流量為0.8-1.2l/min，氨氣的流量為1.0-2.0l/min。
進(jìn)一步地，在碳氮共滲處理中，所述甲醇和丙烷的體積比為1:(2-4)。
進(jìn)一步地，在步驟(3)中，所述淬火階段的保持時(shí)間為40-50min。
進(jìn)一步地，在步驟(4)中，所述回火階段的保持時(shí)間為1-2h。
本發(fā)明具有如下的有益效果：
(1)本發(fā)明的熱處理工藝操作簡單方便，熱處理過程中最大限度地降低所需溫度下限，在保證工件完成熱處理工序的同時(shí)，大大降低了能耗，減少了生產(chǎn)成本；
(2)本發(fā)明的熱處理工藝通過改善齒輪工件的預(yù)熱、強(qiáng)滲、擴(kuò)散和淬火冷卻等工藝步驟，能有效地改善齒輪點(diǎn)蝕磨損，大大延長齒輪的使用壽命。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步描述，以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實(shí)施例1
一種合金滲碳鋼齒輪熱處理工藝，按照以下步驟進(jìn)行：
(1)將待處理齒輪工件輸送至熱處理電爐中；
(2)預(yù)熱：將待處理齒輪工件在溫度為680℃條件下進(jìn)行預(yù)熱40min，且在預(yù)熱過程中通入氬氣作為保護(hù)氣體；
(3)碳氮共滲：將齒輪工件升溫至860℃進(jìn)行碳氮共滲處理，在強(qiáng)滲階段碳勢控制為1.30％，強(qiáng)滲階段時(shí)間為1h，在擴(kuò)散階段碳勢控制為1.50％，擴(kuò)散階段時(shí)間為25min；之后降溫至760℃進(jìn)行保溫，保溫階段碳勢控制在1.10％，保溫階段時(shí)間為15min；
其中，在碳氮共滲處理中，氮源采用氨氣，碳源采用甲醇和丙烷，且甲醇和丙烷在強(qiáng)滲階段通入，甲醇和丙烷的流量為0.8l/min，直至保溫階段結(jié)束時(shí)停止；所述氨氣在擴(kuò)散階段開始時(shí)通入，氨氣的流量為1.0l/min，直至保溫階段結(jié)束時(shí)停止；另外，上述中甲醇和丙烷的體積比為1:2；
(4)淬火：碳氮共滲結(jié)束后將齒輪工件在溫度為180℃條件下進(jìn)行淬火處理，淬火階段的保持時(shí)間為40min；
(5)回火冷卻：最后將齒輪工件在溫度為240℃條件下進(jìn)行回火處理，回火階段的保持時(shí)間為1h，空冷至室溫即完成合金滲碳鋼齒輪的熱處理。
實(shí)施例2
一種合金滲碳鋼齒輪熱處理工藝，按照以下步驟進(jìn)行：
(1)將待處理齒輪工件輸送至熱處理電爐中；
(2)預(yù)熱：將待處理齒輪工件在溫度為690℃條件下進(jìn)行預(yù)熱42min，且在預(yù)熱過程中通入氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體；
(3)碳氮共滲：將齒輪工件升溫至880℃進(jìn)行碳氮共滲處理，在強(qiáng)滲階段碳勢控制為1.35％，強(qiáng)滲階段時(shí)間為1.2h，在擴(kuò)散階段碳勢控制為1.52％，擴(kuò)散階段時(shí)間為28min；之后降溫至770℃進(jìn)行保溫，保溫階段碳勢控制在1.12％，保溫階段時(shí)間為18min；
其中，在碳氮共滲處理中，氮源采用氨氣，碳源采用甲醇和丙烷，且甲醇和丙烷在強(qiáng)滲階段通入，甲醇和丙烷的流量為0.9l/min，直至保溫階段結(jié)束時(shí)停止；所述氨氣在擴(kuò)散階段開始時(shí)通入，氨氣的流量為1.2l/min，直至保溫階段結(jié)束時(shí)停止；另外，上述中甲醇和丙烷的體積比為1:2；
(4)淬火：碳氮共滲結(jié)束后將齒輪工件在溫度為190℃條件下進(jìn)行淬火處理，淬火階段的保持時(shí)間為42min；
(5)回火冷卻：最后將齒輪工件在溫度為245℃條件下進(jìn)行回火處理，回火階段的保持時(shí)間為1.2h，空冷至室溫即完成合金滲碳鋼齒輪的熱處理。
實(shí)施例3
一種合金滲碳鋼齒輪熱處理工藝，按照以下步驟進(jìn)行：
(1)將待處理齒輪工件輸送至熱處理電爐中；
(2)預(yù)熱：將待處理齒輪工件在溫度為710℃條件下進(jìn)行預(yù)熱45min，且在預(yù)熱過程中通入氬氣作為保護(hù)氣體；
(3)碳氮共滲：將齒輪工件升溫至900℃進(jìn)行碳氮共滲處理，在強(qiáng)滲階段碳勢控制為1.40％，強(qiáng)滲階段時(shí)間為1.5h，在擴(kuò)散階段碳勢控制為1.55％，擴(kuò)散階段時(shí)間為30min；之后降溫至790℃進(jìn)行保溫，保溫階段碳勢控制在1.15％，保溫階段時(shí)間為20min；
其中，在碳氮共滲處理中，氮源采用氨氣，碳源采用甲醇和丙烷，且甲醇和丙烷在強(qiáng)滲階段通入，甲醇和丙烷的流量為1.0l/min，直至保溫階段結(jié)束時(shí)停止；所述氨氣在擴(kuò)散階段開始時(shí)通入，氨氣的流量為1.5l/min，直至保溫階段結(jié)束時(shí)停止；另外，上述中甲醇和丙烷的體積比為1:3；
(4)淬火：碳氮共滲結(jié)束后將齒輪工件在溫度為200℃條件下進(jìn)行淬火處理，淬火階段的保持時(shí)間為45min；
(5)回火冷卻：最后將齒輪工件在溫度為250℃條件下進(jìn)行回火處理，回火階段的保持時(shí)間為1.5h，空冷至室溫即完成合金滲碳鋼齒輪的熱處理。
實(shí)施例4
一種合金滲碳鋼齒輪熱處理工藝，按照以下步驟進(jìn)行：
(1)將待處理齒輪工件輸送至熱處理電爐中；
(2)預(yù)熱：將待處理齒輪工件在溫度為720℃條件下進(jìn)行預(yù)熱48min，且在預(yù)熱過程中通入氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體；
(3)碳氮共滲：將齒輪工件升溫至920℃進(jìn)行碳氮共滲處理，在強(qiáng)滲階段碳勢控制為1.45％，強(qiáng)滲階段時(shí)間為1.8h，在擴(kuò)散階段碳勢控制為1.58％，擴(kuò)散階段時(shí)間為32min；之后降溫至810℃進(jìn)行保溫，保溫階段碳勢控制在1.18％，保溫階段時(shí)間為22min；
其中，在碳氮共滲處理中，氮源采用氨氣，碳源采用甲醇和丙烷，且甲醇和丙烷在強(qiáng)滲階段通入，甲醇和丙烷的流量為1.1l/min，直至保溫階段結(jié)束時(shí)停止；所述氨氣在擴(kuò)散階段開始時(shí)通入，氨氣的流量為1.8l/min，直至保溫階段結(jié)束時(shí)停止；另外，上述中甲醇和丙烷的體積比為1:4；
(4)淬火：碳氮共滲結(jié)束后將齒輪工件在溫度為210℃條件下進(jìn)行淬火處理，淬火階段的保持時(shí)間為48min；
(5)回火冷卻：最后將齒輪工件在溫度為255℃條件下進(jìn)行回火處理，回火階段的保持時(shí)間為1.8h，空冷至室溫即完成合金滲碳鋼齒輪的熱處理。
實(shí)施例5
一種合金滲碳鋼齒輪熱處理工藝，按照以下步驟進(jìn)行：
(1)將待處理齒輪工件輸送至熱處理電爐中；
(2)預(yù)熱：將待處理齒輪工件在溫度為740℃條件下進(jìn)行預(yù)熱50min，且在預(yù)熱過程中通入氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體；
(3)碳氮共滲：將齒輪工件升溫至940℃進(jìn)行碳氮共滲處理，在強(qiáng)滲階段碳勢控制為1.50％，強(qiáng)滲階段時(shí)間為2h，在擴(kuò)散階段碳勢控制為1.60％，擴(kuò)散階段時(shí)間為35min；之后降溫至820℃進(jìn)行保溫，保溫階段碳勢控制在1.20％，保溫階段時(shí)間為25min；
其中，在碳氮共滲處理中，氮源采用氨氣，碳源采用甲醇和丙烷，且甲醇和丙烷在強(qiáng)滲階段通入，甲醇和丙烷的流量為1.2l/min，直至保溫階段結(jié)束時(shí)停止；所述氨氣在擴(kuò)散階段開始時(shí)通入，氨氣的流量為2.0l/min，直至保溫階段結(jié)束時(shí)停止；另外，上述中甲醇和丙烷的體積比為1:4；
(4)淬火：碳氮共滲結(jié)束后將齒輪工件在溫度為220℃條件下進(jìn)行淬火處理，淬火階段的保持時(shí)間為50min；
(5)回火冷卻：最后將齒輪工件在溫度為260℃條件下進(jìn)行回火處理，回火階段的保持時(shí)間為2h，空冷至室溫即完成合金滲碳鋼齒輪的熱處理。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。