[发明专利]一种重载齿轮渗碳淬火方法

说明书

本申请公开了一种重载齿轮渗碳淬火方法，涉及特殊钢制造技术领域。该方法包括以下步骤：齿轮工件在气体渗碳炉内进行渗碳处理，出炉后进行奥氏体化加热保温；然后将齿轮工件进行预冷淬火；再将齿轮工件依次进行水基介质淬火、盐浴淬火和雾冷；雾冷结束后清洗，并进行回火处理。本申请解决了大控制截面低淬透性材质齿轮现有的淬火方法不能同时实现心部和齿根性能优良且有效控制应力型开裂的问题，实现了重载齿轮渗碳淬火变形可控且无裂纹，硬度、组织、硬化层、力学性能均达到工艺设计要求。

技术领域

本申请涉及特殊钢制造技术领域，具体涉及一种重载齿轮渗碳淬火方法。

背景技术

铬锰镍系列低淬透性渗碳钢，具有较高的塑韧性，由于合金含量相对低，其淬透性相对差，齿轮主要用于模数8以下，因其合金含量相对低，其原材料价格优势明显，所以其在大模数重载齿轮领域也得到一定应用，大型重载齿轮制造行业对心部硬度及组织有着较高的要求，铬锰镍系列低淬透性渗碳钢材质存在的缺点为淬透性相对较差，因此大型重载齿轮制造行业控制的关键点在于心部性能。

重载齿轮渗碳后淬火介质，主要为盐浴、油类，盐浴的特点为比热容大且高温冷却速度快，油介质的特点为淬火烈度温和。对于控制截面150mm以上，模数8以上，以铬锰镍系列低淬透性渗碳钢为材质的齿轮件，实际生产采用油及盐淬发现芯部及齿根性能不合格，齿根表面硬度、组织、硬化层较差，芯部硬度仅能达到20-25HRC，齿根硬化层/分度圆比例仅达到20-30％。这两种介质在铬锰镍系列低淬透性渗碳钢材质的淬火试验中呈现心部性能较差的现象。水基淬火液作为一种水溶性介质，可以与水配置各种浓度，具有不同冷却特性的淬火液，对水有逆溶性，冷却特性介于水与油之间，其高温冷却速度可以达到盐浴的1.5倍，油的2倍，采用水基淬火可以改善芯部性能，但也存在开裂及变形大的风险。因此需要寻找一种既能保证心部和齿根性能优良，又能使表面组织转变应力小，有效控制应力型开裂的淬火方法。

发明内容

本申请实施例通过提供一种重载齿轮渗碳淬火方法，解决了大控制截面低淬透性材质齿轮现有的淬火方法不能同时实现心部和齿根性能优良且有效控制应力型开裂的问题，实现了渗碳淬火变形可控且无裂纹，硬度、组织、硬化层、力学性能均达到工艺设计要求。

为达到上述目的，本申请主要提供如下技术方案：

本申请提供了一种重载齿轮渗碳淬火方法，包括以下步骤：

齿轮工件在气体渗碳炉内进行渗碳处理，出炉后进行奥氏体化加热保温；

然后将齿轮工件进行预冷淬火；

再将齿轮工件依次进行水基介质淬火、盐浴淬火和雾冷；

雾冷结束后清洗，并进行回火处理。

作为优选，所述重载齿轮的材质为低淬透性低铬镍合金渗碳钢，控制截面为150mm以上，模数为8以上。

作为优选，所述低淬透性低铬镍合金渗碳钢中合金元素总和＜2％。

作为优选，所述低淬透性低铬镍合金渗碳钢为SAE8620H、20CrNiMo、20CrNi2Mo、20CrMnTi、20CrMo、20CrMnMo或20MNCR5。

作为优选，所述齿轮工件进行渗碳处理时，先在930℃下强渗15h，强渗碳势为1.2％；再在930℃下扩散10h，扩散碳势为0.88％-0.92％。

作为优选，所述齿轮工件进行奥氏体化加热保温时，奥氏体化保温温度为860℃，碳势为0.88％。

作为优选，所述齿轮工件进行预冷淬火时，预冷至齿轮工件齿部暗红色，且保证齿轮工件齿部及心部温度不低于Ar3线。

作为优选，所述齿轮工件在水基介质中淬火的冷却速度控制在160-180℃/s。