[发明专利]一种弧齿锥齿轮的渗碳热处理控制方法

说明书

本发明公开了一种弧齿锥齿轮的渗碳热处理控制方法，包括以下步骤：对弧齿锥齿轮零件进行预处理；将弧齿锥齿轮零件的内孔进行精加工，预留补偿余量0.30～0.40mm；将弧齿锥齿轮零件置于真空度≤15mbar的真空炉内，在960～980℃的温度下进行脉冲式渗碳处理，渗碳气氛每次通入时间为20～40s，扩散气氛每次通入时间为3000～21000s；将弧齿锥齿轮零件进行第一次回火处理；将弧齿锥齿轮零件的内孔的补偿余量去除；将弧齿锥齿轮零件进行淬火处理、冷处理和第二次回火处理，本发明弧齿锥齿轮不同部位具有不同渗碳层深度要求及变形要求。

技术领域

本发明涉及低碳高合金钢的热处理领域，尤其涉及一种弧齿锥齿轮的渗碳热处理控制方法。

背景技术

15Cr14Co12Mo5Ni钢为低碳高合金钢，是一种新型的渗碳齿轮钢，经淬火后表面可获得高硬度，而且具有优良的强韧性配合。目前国内对于该材料的制造研究仍处于起步和经验积累阶段，关于渗碳层深度的精确控制技术尚不成熟，对于不同部位不同渗碳深度的零件，常采用二次渗碳叠加的工艺方法，但反复的加热加剧了零件的变形，尤其对于薄壁圆筒状零件，剧烈的变形对后续的加工产生极大的影响。若采用压床淬火控制变形，该材料淬火温度高达1060～1070℃将导致淬火操作困难，严重影响产品质量。航空产品中涉及一种弧齿锥齿轮零件，其结构为薄壁圆筒状齿轮零件，要求齿部渗碳深度1.25～1.45mm，齿部渗碳面硬度为63～67HRC，内孔渗碳层深度为0.8～1.0mm，内孔渗碳面硬度≥60HRC，淬火后内孔椭圆度≤0.10，采用传统叠加渗碳、反复加热造成淬火变形，不能得到满足上述要求的弧齿锥齿轮。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种不同部位具有不同渗碳层深度要求及变形要求的弧齿锥齿轮的渗碳热处理控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种弧齿锥齿轮的渗碳热处理控制方法，包括以下步骤：

S1、对弧齿锥齿轮零件进行预处理；

S2、将预处理后的弧齿锥齿轮零件的内孔进行精加工，预留补偿余量0.30～0.40mm；

S3、将精加工后的弧齿锥齿轮零件置于真空度≤15mbar的真空炉内，在960～980℃的温度下进行脉冲式渗碳处理，渗碳气氛每次通入时间为20～40s，扩散气氛每次通入时间为3000～21000s；

S4、将脉冲式渗碳处理后的弧齿锥齿轮零件进行第一次回火处理；

S5、将回火处理后的弧齿锥齿轮零件的内孔的补偿余量去除；

S5、将去除补偿余量的弧齿锥齿轮零件进行淬火处理；

S6、将淬火处理后的弧齿锥齿轮零件进行冷处理和第二次回火处理。

作为对上述技术方案的进一步改进：

所述步骤S3中，所述渗碳气氛为C₂H₂，所述扩散气氛为N₂；所述渗碳气氛和扩散气氛的流量为1500～2000Nl/h。

所述步骤S3中，所述弧齿锥齿轮零件在进行脉冲式渗碳处理前还包括阶段式保温处理，所述阶段式保温处理包括：先升温至650～750℃保温40～60min，再升温至850～900℃保温40～60min，最后升温至960～980℃保温20～40min。

所述步骤S3和步骤S4之间还包括缓冷处理，所述缓冷处理包括：将脉冲式渗碳处理后的弧齿锥齿轮零件在氮气保护下冷却至100℃以下。

所述缓冷处理的时间为60～90min。

所述步骤S4中，所述第一次回火处理的回火温度为680±30℃，时间为4～5h。