[发明专利]低速重载下超大模数齿轮的热处理方法及其优化方法

权利要求书

1.一种低速重载下超大模数齿轮的热处理优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、求出各温度下，未渗碳的齿轮中各相平衡时的比例和每一相的合金成分；

步骤二、计算得到每一相的相关性能；

步骤三、计算出齿轮每一种相关性能的整体性能；

步骤四、将未渗碳齿轮的化学成分和比例以及每一相的相关性能和齿轮相关性能的整体性能输入DEFORM-3D软件生成材料性能模型；设置齿轮加热进行奥氏体化，齿轮热处理前初相设为铁素体和珠光体，在奥氏体化阶段，铁素体和珠光体开始转变为奥氏体，奥氏体阶段齿轮表面的碳含量均一化；

步骤五、向DEFORM-3D软件输入设定的渗碳工艺求出齿轮渗碳后碳通量C_A；

步骤六、DEFORM-3D软件将碳通量C_A输入材料性能模型，然后向DEFORM-3D软件输入相变模型模拟得到在不同温度下铁素体、马氏体、贝氏体和珠光体的对应的体积比；

步骤七、计算得到铁素体、马氏体、贝氏体和珠光体不同体积比下的复合组织硬度H_T；

步骤八、得到H_T为最大值时或设定值时的各相比例；

步骤九、选择H_T为最大值或设定值时的各相比例输入JmatPro软件，得到各相比例使得H_T为最大值或设定值时的降温曲线。

2.如权利要求1所述的低速重载下超大模数齿轮的热处理优化方法，其特征在于，所述步骤一、包括如下步骤：将所制造齿轮的化学成分和比例输入JmatPro软件，求出各温度下齿轮中各相平衡时的比例和每一相的合金成分。

3.如权利要求1所述的低速重载下超大模数齿轮的热处理优化方法，其特征在于，所述步骤二中，所述相关性能包括膨胀系数、导热率、杨氏模量、泊松比、比热容、相变塑性系数。

4.如权利要求1所述的低速重载下超大模数齿轮的热处理优化方法，其特征在于，所述步骤三中，计算出齿轮每一种相关性能的整体性能的方法如下：

P₁＝x_αP_α1+x_βP_β1+......+F_SP_I1 (1.1)

P₂＝x_αP_α2+x_βP_β2+......+F_SP_I2 (1.2)

P₃＝x_αP_α3+x_βP_β3+......+F_SP_I3 (1.3)

P₄＝x_αP_α4+x_βP_β4+......+F_SP_I4 (1.4)

P₅＝x_αP_α5+x_βP_β5+......+F_SP_I5 (1.5)

P₆＝x_αP_α6+x_βP_β6+......+F_SP_I6 (1.6)

其中，α，β…为18CrNiMo7-6材料在设定温度下的相组织；x_α,x_β…分别为α，β…相组织所占18CrNiMo7-6材料的质量分数，它们之和为1；P₁、P₂、P₃、P₄、P₅、P₆为材料的整体性能，分别为膨胀系数、导热率、杨氏模量、泊松比、比热容、密度；P_α1、P_β1分为α，β相的膨胀系数；P_α2、P_β2分为α，β相的导热率；P_α3、P_β3分为α，β相的杨氏模量；P_α4、P_β4分为α，β相的泊松比；P_α5、P_β5分为α，β相的比热容；P_α6、P_β6分为α，β相的密度；F_S为组织分散度；P_I1、P_I2、P_I3、P_I4、P_I5、P_I6分别为膨胀系数、导热率、杨氏模量、泊松比、比热容、密度与组织拓扑结构相关的性能；P_I1、P_I2、P_I3、P_I4、P_I5、P_I6均通过软件JmatPro计算得到。