齿轮毛坯等温退火工艺与等温退火生产线.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101886163A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CNCN101886163101886163A(43)申请公布日2010.11.17(21)申请号200910068823.7(22)申请日2009.05.13(71)申请人天津市天瑞硬化工程有限公司地址300300天津市东丽开发区一经路10号(72)发明人张元增(51)Int.Cl.C21D9/32(2006.01)C21D1/26(2006.01)C21D1/42(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图1页(54)发明名称齿轮毛坯等温退火工艺与等温退火生产线(57)摘要本发明涉及一种批量生产的齿轮锻造毛坯的热处理工艺与一条相应的热处理生产线。本发明免除了对齿轮毛坯的整体重结晶加热，不论是采用本发明的锻造余热等温退火工艺或是毛坯冷却后实施的等温退火都能使齿坯稳定地获得具有优越切削性能的金相组织和预期的硬度值。CN10863ACN101886163ACCNN110188616301886164A权利要求书1/1页1.一项批量生产的齿轮毛坯等温退火工艺，其热处理工艺曲线示意图见图(4)、图(5)，其技术特征在于去除了齿轮毛坯的整体重结晶加热，只对齿圈部位采用感应穿透加热方式实施局部奥氏体化处理。2.一种用于批量生产的齿轮毛坯等温退火生产线，其主要构成示意图见附图(6)，其设备构成特征在于设计了中频加热炉工作区并对齿圈部位实行奥氏体化加热，齿轮毛坯热处理过程如图(4)、图(5)所示。2CCNN110188616301886164A说明书1/2页齿轮毛坯等温退火工艺与等温退火生产线技术领域[0001]本发明涉及的齿轮毛坯等温退火工艺与等温退火生产线属于热处理工艺与热处理设备领域。背景技术[0002]现有的技术中，批量生产的齿轮毛坯的热处理主要有三种，即正火(图1)、正火+回火(图2)和等温正火(图3)，在上述工艺中工件均被整体加热到Ac3点以上，然后进行不同方式的冷却。齿轮毛坯的热处理又称预先热处理，它的作用是消除锻造应力，细化组织和获得适应的硬度，以利于机械加工。由于齿轮的轮辅和内孔一般采用车削和拉削加工，这种机加工方式对金相组织的要求并不高，而齿圈部位需采用滚齿和插齿加工，这种断续切削方式对金相组织和硬度有着较高的要求。从获得最佳的切削性能的经济合理的工艺角度出发，齿轮的轮辐和齿圈的热处理允许存在差异，这就是本发明的动机。现有技术中的齿坯整体加热工艺并不利于使齿圈准确稳定地获得具有优越切削性能的金相组织。发明内容[0003]针对现有技术中不足之处，本发明设计了依据钢铁材料等温转变曲线(TTT曲)制定的等温退火工艺，该发明的特点之一是只对齿圈部位进行重结晶加热(Ac3+50-80℃)并接续进行等温退火，该发明的特点之二是采用感应加热对齿圈部位进行穿透加热。其热处理工艺曲线如图4、图5所示，图4为：齿轮毛坯锻造余热等温退火工艺曲线示意图，图5为锻件冷却后再进行的等温退火工艺曲线示意图。[0004]本发明的齿坯等温退火生产线构成示意图如图6所示，图中1为送料机，2为网带式均热炉，3为中频加热炉，4为网带式退火炉。本发明与现有技术的明显区别有两点，其一为无高温炉(800-950℃)，两台网带炉均为低温炉，最高设计温度为700℃；其二为引入感应加热装置。[0005]实际应用证明了该发明的如下优点：[0006]1、无论是利用锻造余热的等温退火工艺(图4)或锻件冷却后再进行的等温退火工艺(图5)都确保了轮辐部位的硬度要求(HB187-207)。[0007]2、该发明预先将齿坯整体加热至等温退火所需的珠光体等温转变温度，然后仅对齿圈部位进行感应加热的明显好处是确保奥氏体化状态一致性，以及从奥氏体化温度降温到珠光体转变温度的一致性，同时由于采用了单件操作的感应加热技术，这就为精确寻求最佳金相组织创造了有利条件，而现有技术中在网带炉中进行整体加热，整体冷却则很难精确控制齿坯的热处理过程。[0008]3、该发明的在节能上有明显的优势，首先该工艺免除了工件整体的高温加热(800-950℃)这将使炉膛温度降至650-680℃，这将极大减少了炉壁的热损失，也延长了炉龄，而齿圈的感应加热也只是有10-20秒，晶体管感应加热电源的效率可高达95％，该发明与现有工艺相比节能效果是显著的。3CCNN110188616301886164A说明书2/2页[0009]该发明将工艺与设备融为一体，从而有利于该发明的产业化进程。附图说明[0010]附图1：正火工艺曲线示意图[0011]附图2：正火+回火工艺曲线示意图[0012]附图3：等温正火工艺曲线示意图[0013]附图4：锻造余热等温退火工艺曲线示意图[0014]附图5：等温退火工艺曲线示意图[0015]附图6：