一种齿轮钢20CrMnTiH等温正火处理方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106350648A(43)申请公布日2017.01.25(21)申请号201610875008.1(22)申请日2016.09.30(71)申请人首钢总公司地址100041北京市石景山区石景山路68号(72)发明人王猛崔京玉罗志俊王丽萍王立峰李舒笳佟倩王晓晨杨子森孔祥涛(74)专利代理机构北京华谊知识产权代理有限公司11207代理人刘月娥(51)Int.Cl.C21D1/28(2006.01)C21D11/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种齿轮钢20CrMnTiH等温正火处理方法(57)摘要一种齿轮钢20CrMnTiH等温正火处理方法，属于材料热处理领域。步骤为：奥氏体化加热后采用进行暖风分区冷却工艺：一区，暖风温度50-55℃，风速控制在8-12m/s，零件的风冷时间控制在2-3min；二区，风温55-60℃，风速5-8m/s，零件的风冷时间控制在3-4min；调整等温正火炉分为两段控制：第一段温度控制在550-570℃，保温时间1-1.5h；第二段温度控制在570-600℃，等温1-1.5h；等温正火后，进入风冷室，风温控制在30-40℃，风速控制在5-8m/s,冷却至200-250℃后，空冷。经过该工艺处理的齿坯的硬度可以达到165-180HB，珠光体片层间距控制在0.18-0.24μm，带状组织控制在1-1.5级，切削性能良好，淬火后变形能够稳定控制，不合格率基本为零。CN106350648ACN106350648A权利要求书1/1页1.一种齿轮钢20CrMnTiH等温正火处理方法，其包括以下步骤：(1)奥氏体化加热后采用暖风分区冷却工艺：一区，暖风温度50-55℃，风速控制在8-12m/s，零件的风冷时间控制在2-3min；二区，风温55-60℃，风速5-8m/s，零件的风冷时间控制在3-4min；(2)调整等温正火炉分为两段控制：第一段温度控制在550-570℃，保温时间1-1.5h；第二段温度控制在570-600℃，等温1-1.5h；(3)等温正火后，进入风冷室，风温控制在30-40℃，风速控制在5-8m/s,冷却至200-250℃后，空冷。2.根据权利要求1所述的齿轮钢20CrMnTiH等温正火处理方法，其特征在于：步骤(1)中奥氏体化加热具体步骤为:930-950℃，保温1-1.5h。3.根据权利要求1所述的齿轮钢20CrMnTiH等温正火处理方法，其特征在于：步骤(1)中一区，暖风温度52℃，风速控制在10m/s；二区，风温58℃，风速7m/s；步骤(2)中第一段温度控制在560℃；第二段温度控制在580℃；步骤(3)中风温控制在35℃，风速控制在6m/s,冷却至230℃后，空冷。2CN106350648A说明书1/5页一种齿轮钢20CrMnTiH等温正火处理方法技术领域[0001]本发明属于材料热处理领域，特别是涉及一种齿轮钢20CrMnTi等温正处理方法，通过此项热处理工艺处理后，齿轮钢毛坯零件的的组织和硬度得到优化，非常适合用于切屑加工，为后续零件的精加工和热处理提供组织性能保证。背景技术[0002]汽车生产中，齿轮是必不可少的基本零件。齿轮尤其后桥齿轮变速箱齿轮的质量较低时，会出现装配困难、噪音大及齿面磨损问题。渗碳淬火变形是影响总成质量的原因之一。在影响变形因素中，往往集中在渗碳淬火方面，容易忽视锻坯预先热处理对变形的影响。汽车齿轮、传动轴等这类钢材是汽车用合金结构钢中使用最广、用量最大的钢种之一。目前，各国标准中渗碳钢钢号比较多，汽车齿轮采用的主要是低碳合金钢，其中cr钢、Mn钢和Mo钢用于小尺寸齿轮，Ni钢、Cr-Mn钢、Cr-Mo钢，Mn-Mo钢和Cr-Ni-Mo钢用于尺寸较大的零件。这类产品都需要锻造、预先热处理、切削加工、渗碳、淬火、回火等多道冷热加工工序，获得高表面硬度和好的韧性，使工件耐磨、耐疲劳和耐点蚀。[0003]国内对渗碳钢齿坯采用正火处理，将钢材或钢件加热到临界点Ac3或Acm以上的适当温度，保持一定时间后再空冷，得到珠光体类组织。正火是一种传统的工艺，设备、工艺要求简单，能耗少。不同应用领域，对于材料最终性能要求不同，其等温正火的工艺也会有所不同。例如再CN101487077A中公开了一种风力发电机用齿轮等温正火方法，其最终得到产品硬度为173HBW，晶粒度为7。随着汽车工业的发展，特别是引进车型用钢材料的多样化，普通的正火处理已达不到齿坯预先热处理的目的。齿轮钢正火需要获得比较合适的硬度，一般在150-160HB范围内，过高的硬度容易导致加工困难，甚至出现烧刀，而过低的硬度，容易导致切削的料削粘刀。现行的ZBT4001—88汽车渗碳齿轮金相标准是按锻后奥