低速重载齿轮的渗碳淬火方法.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CN106756753A(43)申请公布日2017.05.31(21)申请号201611140850.7(22)申请日2016.12.12(71)申请人中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司地址213011江苏省常州市五一路258号(72)发明人刘聪敏巢海斌邵朋朋王晓华(74)专利代理机构常州市维益专利事务所(普通合伙)32211代理人贾海芬(51)Int.Cl.C23C8/22(2006.01)C21D1/18(2006.01)C21D9/32(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称低速重载齿轮的渗碳淬火方法(57)摘要本发明涉及一种低速重载齿轮的渗碳淬火方法，包括如下步骤，⑴、升温均温步骤，⑵、强渗步骤，⑶、扩散步骤，⑷、降温步骤，⑸、高温回火步骤，⑹、淬火步骤，⑺、冷处理步骤，⑻、低温回火步骤，发明的低速重载齿轮渗碳淬火方法能有效消除齿轮渗碳层有害碳化物，获得弥散分布的细粒状碳化物，大幅降低表面残余奥氏体含量，改善齿轮表面的金相组织，提高齿轮表面硬度和耐磨性，提高产品的热处理性能。CN106756753ACN106756753A权利要求书1/1页1.一种低速重载齿轮的渗碳淬火方法，其特征在于：包括如下步骤，⑴、升温均温步骤，将齿轮置于渗碳炉内加热至750±10℃，保温时间为2-3h；⑵、强渗步骤，加热渗碳炉，齿轮随炉加热至930±10℃，向渗碳炉内通入渗碳剂渗碳，碳势CP控制在1.15±0.05C％，维持一段渗碳时间t强渗；⑶、扩散步骤，降低渗碳炉温，齿轮随炉降至910±10℃，向渗碳炉内通入渗碳剂渗碳，碳势CP控制在0.75±0.05C％，维持一段渗碳时间t扩散，且扩散时间t扩散是强渗时渗碳时间t强渗的1.2倍；⑷、降温步骤，降低渗碳炉温，齿轮随炉降温至800±10℃，保温时间为2-3h，出炉空冷至室温；⑸、高温回火步骤，将齿轮放在回火炉中加热至650±10℃，保温时间为3-4h；⑹、淬火步骤，再将齿轮加热至810±10℃，保温时间为2-3h，然后进行油淬，淬火油温度为65-95℃；⑺、冷处理步骤，将经过淬火后的齿轮冷却至-60℃，保温时间为0.5-1h，然后升温至室温；⑻、低温回火步骤，最后将齿轮放在回火炉中加热至180-240℃进行低温回火，保温时间为3-4h；然后出炉空冷至室温。2.根据权利要求1所述的低速重载齿轮的渗碳淬火方法，其特征在于：所述的强渗步骤中的渗碳时间t强渗和扩散步骤中的扩散时间t扩散之和为总渗碳时间t渗碳，且总渗碳时间t渗碳＝(δ/K)2，其中，δ为渗层深度(mm)，K为渗碳温度系数。3.根据权利要求1或2所述的低速重载齿轮的渗碳淬火方法，其特征在于：所述强渗步骤中的渗碳时间t强渗在10-12h。4.根据权利要求1或2所述的低速重载齿轮的渗碳淬火方法，其特征在于：所述扩散步骤中的扩散时间t扩散在12-14.4h。5.根据权利要求1所述的低速重载齿轮的渗碳淬火方法，其特征在于：所述的高温回火步骤中，高温回火的次数至少为三次。6.根据权利要求1所述的低速重载齿轮的渗碳淬火方法，其特征在于：所述淬火步骤和冷处理步骤之间还包括清洗步骤，清洗去除零部件表面油渍，清洗液温度控制在50-60℃。7.根据权利要求1所述的低速重载齿轮的渗碳淬火方法，其特征在于：所述的低温回火步骤中，低温回火的次数为两次。8.根据权利要求1所述的低速重载齿轮的渗碳淬火方法，其特征在于：所述的强渗步骤和扩散步骤中采用的渗碳剂为甲醇、乙烷、丙烷、乙醇、丙醇、醋酸乙酯的任意一种或多种。9.根据权利要求1所述的一种低速重载齿轮的渗碳淬火方法，其特征在于：所述强渗步骤和扩散步骤中，碳势CP通过调节渗碳剂流量来控制。10.根据权利要求1所述的低速重载齿轮的渗碳淬火方法，其特征在于：所述低速重载齿轮用钢材质为20Cr2Ni4。2CN106756753A说明书1/4页低速重载齿轮的渗碳淬火方法技术领域[0001]本发明涉及一种低速重载齿轮的渗碳淬火方法，属于热处理技术领域。背景技术[0002]低速重载齿轮主要应用于矿山、冶金等大型设备的传动系统中，其运行工况比较恶劣，传动功率大，扭矩大，传动比大，转速低，减速箱内齿轮容易受到载荷冲击与机械振动的影响而失效。因此，低速重载齿轮不仅承载重，冲击力强，而且安全性能要求高，使用时要求有优良的表面硬度、耐磨性能和抗过载能力，既要求齿轮齿面的硬化层深度较深，而且要求齿轮的心部力学性能良好。[0003]目前，低速重载齿轮材料常采用20Cr2Ni4、18Cr2Ni4WA、17Cr2Ni2Mo等合金钢，因其合金元素含量高，渗碳后表层的碳含量高，因而在渗碳淬火后的工件中会存在有大量的残余奥氏体，使工件的表面硬度降低。在淬