[发明专利]莱氏体齿轮钢的差温淬火法

说明书

技术领域

本发明属于金属热处理技术领域，涉及一种淬火方法，特别是涉及一种莱氏体齿轮钢的差温淬火法。

背景技术

中国齿轮工业在“十五”期间得到了快速发展：2005年齿轮行业的年产值由2000年的240亿元增加到683亿元，年复合增长率23.27%，已成为中国机械基础件中规模最大的行业。就市场需求与生产规模而言，中国齿轮行业在全球排名已超过意大利，居世界第四位。

齿轮及其齿轮产品是机械装备的重要基础件，绝大部分机械成套设备的主要传动部件都是齿轮传动。随着国民经济的高速发展，全行业年销售总额已突破千亿元，形成了企业多元并存、共同发展的行业格局。其中，龙头企业、骨干企业已成为推动行业管理水平、产品技术质量水平和自主创新能力提升的重要力量，为把我国从齿轮制造大国建设成为齿轮制造强国做出了突出贡献。

根据(中国齿轮行业产销需求预测与转型升级分析报告)显示中国齿轮传动行业在“十一五”期间得到了快速发展，2005-2010年中国齿轮行业的工业总产值逐年增加，且同比增幅均在20%以上。2010年整个齿轮产业实现工业总产值946.35亿元，齿轮全行业市场需求超过1400亿元，世界排名第二。从规模和销售额等各方面因素来看，齿轮产业已然成为中国机械通用零部件基础件领域的“领军”级行业。中国已经成为名副其实的世界齿轮制造大国。

中国处于工业化、市场化和城镇化加快发展的时期，也处在消费扩大和结构升级的时期，装备制造业将迎来难得发展机遇，为齿轮的发展提供巨大市场空间。“十二五”是我国齿轮行业发展的黄金期，行业应加快朝“由大变强”的目标迈进。

对于具有共晶碳化物组织的莱氏体钢，经过锻造热处理后，较非莱氏体钢具有更高的硬度和耐磨性，主要用于制造大负荷冷轧机的工作辊。但随着直径的增加，加工所需坯料的钢锭尺寸也必然增大，其中心碳化物的堆积也会越来越严重，熔点相对较低，在锻造或热处理加热时易产生过热组织。尤其是其合金元素含量高——其淬透性指数较高，淬火后中心组织依然会获得高碳马氏体组织，进而增加的工件的开裂倾向。

发明内容

本发明针对传统齿轮钢在淬火过程中易出现开裂的现象，提出一种莱氏体齿轮钢的差温淬火法，其齿轮的淬火方法更为合理、可有效防止淬火开裂现象，齿轮工工作寿命得到延长，能大大提升齿轮的力学性能，满足多种承载、高速场合的使用需求。

本发明的技术方案是：莱氏体齿轮钢的差温淬火法，其特征在于：选取预热温度进行等温预热，然后快速加热至淬火温度后保温；接着选取冷却温度进行等温冷却，最后再在空气中冷却，预热温度的范围为大于完全奥氏体化温度临界转变点AC3或Acm且小于实际淬火温度50℃，冷却温度的范围为大于马氏体转变点Ms且小于马氏体转变点Ms+150℃，等温预热后加热至淬火温度的升温速度为大于40℃/h，且加热至淬火温度后保温时间大于2h。

莱氏体齿轮钢的差温淬火法加工获得的齿轮，其特征在于：所述齿轮的模数m=5、齿数Z=36。

所述齿轮成型后先做表面弱渗碳气氛渗碳处理，然后做表面淬火处理。

所述齿轮在淬火处理完成后需要用正火，并用720℃进行高温回火处理。

所述齿轮在完成热处理后需要采用研磨处理。

本发明的有益效果为：本发明提出的莱氏体齿轮钢的差温淬火法，组分新颖，制作过程合理清晰，其齿轮的淬火方法更为合理、可有效防止淬火开裂现象，为了提高齿轮的表面硬度，齿轮成型后进行表面渗碳处理，渗碳完成后进行表面淬火处理，提高了轮齿的硬度和轮齿的表面强度，减少了齿面的磨损，通过正火和回火处理，提升了齿轮的内部力学性能，其韧性和疲劳强度得到了大幅度的提升，整个热处理完成后，还采用了研磨处理，轮钢的差温淬火法，齿轮工工作寿命得到延长，能大大提升齿轮的力学性能，满足多种承载、高速场合的使用需求。

具体实施方式

下面对本发明作进一步说明：

莱氏体齿轮钢的差温淬火法，选取预热温度进行等温预热，然后快速加热至淬火温度后保温；接着选取冷却温度进行等温冷却，最后再在空气中冷却，预热温度的范围为大于完全奥氏体化温度临界转变点AC3或Acm且小于实际淬火温度50℃，冷却温度的范围为大于马氏体转变点Ms且小于马氏体转变点Ms+150℃，等温预热后加热至淬火温度的升温速度为大于40℃/h，且加热至淬火温度后保温时间大于2h。