[发明专利]压缩机用35CrMoV离子氮化齿轮的预备热处理工艺

说明书

本发明提供了一种压缩机用35CrMoV离子氮化齿轮的预备热处理工艺方法，包括改进粗加工图的设计、正火处理、淬火处理、回火处理及稳定处理等工艺过程。本发明提供的压缩机用35CrMoV离子氮化预备热处理工艺方法，通过优化工艺参数、改进粗加工图的设计，使35CrMoV齿轮的硬度达到HB303‑341，按照美国AGMA齿轮标准，可使齿轮的许用屈服强度提高33.6％、许用弯曲应力提高10％，许用接触应力由2级提高到3级，提高10％左右，最小硬化层要求减小了16.7％。使齿轮的承载能力大幅提高，接触疲劳强度和弯曲疲劳大幅提高，可以代替部分渗碳淬火齿轮的表面强化处理，避开了渗碳淬火齿轮的畸变问题。

技术领域

本发明涉及齿轮热处理技术领域，特别涉及一种压缩机用35CrMoV离子氮化齿轮的预备热处理工艺。

背景技术

目前，透平离心压缩机用35CrMoV齿轮的预备热处理工艺是正火、淬火、回火处理，处理后的心部性能是屈服强度≥735MPa，硬度HB269～302。为了提高齿轮的承载能力和疲劳寿命，我们2015年申请的专利，将心部性能提高到屈服强度≥833MPa，硬度HB293～341；为了进一步挖掘35CrMoV材料的潜力，适用于风机技术的发展，通过改进优化工艺参数、优化粗加工图的设计，使35CrMoV齿轮的硬度达到HB303-341，硬度值趋于上线，预处理的心部综合力学性能更加稳定，经本发明预备热处理的离子氮化齿轮，按照美国AGMA齿轮标准，可使齿轮的许用屈服强度提高33.6％、许用弯曲应力提高10％，许用接触应力由2级提高到3级，提高10％左右，最小硬化层要求减小了16.7％。使齿轮的承载能力大幅提高，接触疲劳强度和弯曲疲劳大幅提高，可以代替部分渗碳淬火齿轮的表面强化处理，避开了渗碳淬火齿轮的畸变问题，大幅扩大了离子氮化齿轮的应用范围。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种压缩机用35CrMoV离子氮化齿轮的预备热处理工艺，用以挖掘35CrMoV材料的潜力、提高压缩机用35CrMoV离子氮化齿轮的承载能力。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种压缩机用35CrMoV离子氮化齿轮的预备热处理工艺，包括以下步骤：

粗加工图的设计，将力学性能试圈在所述齿轮的侧面外圆缩进50-100mm切取；

正火处理，正火温度900-910℃，炉温等于或者低于500℃装炉，按不大于每小时100℃的速度升温，正火温度的保温时间按“有效厚度/40mm”小时计算，然后空冷，并要求散放；

淬火处理，淬火温度900℃，炉温等于或者低于500℃装炉，按不大于每小时100℃的速度升温，淬火保温时间按“有效厚度/40mm”小时计算；工件淬火出炉到淬入冷却介质的转移时间不超过30秒，有效厚度小于80mm的工件采用油冷，油冷温度40-80℃，有效厚度在80mm-130mm的工件采用水基淬火液冷却后转油冷，水基淬火液冷却温度小于40℃，水基淬火液冷却的时间按有效厚度每1毫米1秒计算，有效厚度大于130mm的工件采用水冷后转油冷，水冷温度小于40℃，水冷时间按有效厚度每1.5毫米1秒计算；

回火处理，回火温度600℃±10℃，炉温350℃以下装炉，按不大于每小时70℃的速度升温，保温时间按“1.5-2倍淬火保温时间”计算，然后空冷；

稳定处理，稳定处理温度570℃，炉温300℃以下装炉，按不大于每小时70℃的速度升温，按与回火保温时间相同的时间进行保温，冷却以不高于每小时50℃的速度降温，降到250℃出炉空冷。

进一步地，所述淬火处理中，装炉时，直径大于1000mm或者有效厚度大于130mm的工件，按每个托盘装一层工件或者两个工件的上下层间隔大于工件厚度的2倍摆放。

进一步地，所述回火处理中，回火炉设置搅拌风扇，使炉温的均匀性保持在±10℃的范围内。