[发明专利]一种中大模数齿轮的热处理方法

说明书

本发明公开的中大模数齿轮的热处理方法，包括预热、升温、渗碳、扩散、降温、淬火、回火等阶段，结合渗碳工装的设计，根据中大模数齿轮的特点，通过调整热处理的温度、时间和碳势保证其表面渗碳的层深和内在质量；同时对淬火的种类选择、油温进行科学地调整；对每个影响渗碳淬火的变形量的因素都进行考量，得到适合中大模数齿轮的渗碳淬火的工艺方法。通过本发明的热处理方法进行处理的中大型齿轮的齿面精度可以保证在GB7～GB9级，可以不需要热处理后的磨齿工序对齿面精度进行修正。保证齿轮产品表面均匀一致，增加了质量稳定性，优化了工艺步骤，有效缩短了生产时间，可以大规模、批量化生产提高了生产效率，具有巨大的经济效益。

技术领域

本发明涉及热处理领域，具体涉及，更具体地，涉及一种中大模数齿轮的热处理方法和应用。

背景技术

渗碳淬火是在低碳钢的表面渗碳，使之成为高含碳量状态的处理，使刚才表面进行硬化的手段。渗碳的表面与芯部的硬度由硬到软连续变化。芯部硬度低于表面经过渗碳淬火处理的齿轮容易产生变形及扭曲，致使齿轮精度下降，要提高齿轮精度还要进行磨齿工序，进行齿面精度的修正，使齿轮达到合格的装配水平。尤其是中大模数齿轮，因其直径较大，热处理变形很难控制，齿轮的内孔失圆严重，斜齿齿距累积误差大，甚至后续的磨齿工序也很难将齿面调整到合格的精度。

现有的中大型齿轮一般经过锻造--粗车--精车--滚齿或剃齿--渗碳、淬火--回火--磨齿或滚齿修正--研齿等工序，中大型齿轮中尤其是三联齿轮，由于尺寸大、锥齿、斜齿、端齿的结构不同，热处理后的产品内孔失圆严重，必须通过热处理后的磨齿工序才能使齿面精度达到要求。

现有技术中，暂未找到一种可以有效控制中大型齿轮热处理的内孔失圆和斜齿齿距累积误差大问题的方法。

发明内容

本发明针对上述现有技术的缺点，提供一种中大模数齿轮的热处理方法，该方法根据中大模数齿轮的特点，通过调整热处理的温度、时间和碳势保证其表面渗碳的层深和内在质量；同时对淬火的油温进行科学地调整；对每个影响渗碳淬火的变形量的因素都进行考量，得到适合中大模数齿轮的渗碳淬火的工艺方法。通过本发明的热处理方法进行处理的中大型齿轮的齿面精度可以保证在GB7～GB9级，可以不需要热处理后的磨齿工序对齿面精度进行修正。

本发明的中大模数齿轮的热处理方法热处理后的齿轮产品表面均匀一致，增加了质量稳定性，优化了工艺步骤，有效缩短了生产时间，可以大规模、批量化生产提高了生产效率，具有巨大的经济效益。

本发明的发明目的通过以下技术方案予以实现：

本发明的大模数齿轮的热处理方法，包括以下步骤：

S1.预热：将齿轮半成品入炉加热到450～480℃，保温30～50min；

S2.升温：加热速度为8～15℃/min，升温至870～900℃，保温220～350min；

S3.渗碳：将温度升至890～905℃，碳势为0.90～1.15％CP，保温360～560min；

S4.扩散：将温度降至870～900℃，碳势为0.60～0.80％CP，保温220～350min；

S5.降温：将步骤S4的碳势保持不变，将温度降至850～860℃，保温90～130min；

S6.淬火：选择分级淬火油的温度为90～130℃，搅拌速度为30～80Hz，时间为10～12min；

S7.回火：将淬火后的齿轮在170～180℃进行回火，所述回火的时间为120～210min。

进一步地，所述齿轮为三联圆柱齿轮，所述三联圆柱齿轮的模数为5.0～9.0，所述齿轮的外径为170～280mm，所述齿轮的内孔直径为50～80mm。