[发明专利]一种9310钢螺旋锥齿轮的渗碳方法

说明书

本发明公开了一种9310钢螺旋锥齿轮的渗碳方法，包括以下步骤：对螺旋锥齿轮零件进行预处理；将螺旋锥齿轮零件置于真空度≤15mbar的真空炉内，在927℃的温度下进行脉冲式渗碳处理，渗碳气氛每次通入时间为40～60s，扩散气氛每次通入时间为100～6000s，所述渗碳气氛和扩散气氛的流量为1500～2000Nl/h；将螺旋锥齿轮零件进行第一次回火处理；将螺旋锥齿轮零件进行淬火处理；将螺旋锥齿轮零件进行冷处理和第二次回火处理，本发明能精确控制渗碳深度。

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9310钢螺旋锥齿轮的渗碳方法。

背景技术

航空齿轮作为航空发动机的关键零部件，可靠、准确地齿轮传动是保证发动机寿命的必要条件。为了提高齿轮表面的疲劳强度及耐磨性能，提高齿轮寿命，齿部及轴承跑道表面常采取渗碳处理，淬火后获得表面高硬度、心部高韧性的零件。9310钢作为一种常用的渗碳齿轮钢，渗碳速度极快，当渗碳层深度≥1.0mm时，渗层深度波动大，现有技术难以实现渗碳层深度的精确控制。航空产品中涉及一种螺旋锥齿轮零件，要求齿部渗碳深度1.25～1.5mm（测至HV513），齿部渗碳面硬度为81～83HRA，齿面HRC60处深度≥0.56mm。

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，提供一种能精确控制渗碳深度的9310钢螺旋锥齿轮的渗碳方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种9310钢螺旋锥齿轮的渗碳方法，包括以下步骤：

S1、对螺旋锥齿轮零件进行预处理；

S2、将预处理后的螺旋锥齿轮零件置于真空度≤15mbar的真空炉内，在927±6℃的温度下进行脉冲式渗碳处理，渗碳气氛每次通入时间为40～60s，扩散气氛每次通入时间为100～6000s，所述渗碳气氛和扩散气氛的流量为1500～2000Nl/h；

S3、将脉冲式渗碳处理后的螺旋锥齿轮零件进行第一次回火处理；

S4、将回火处理后的螺旋锥齿轮零件进行淬火处理；

S5、将淬火处理后的螺旋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S2中，所述渗碳气氛为C₂H₂，所述扩散气氛为N₂。

所述步骤S2中，所述螺旋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890～910℃保温40～60min，最后升温至927±6℃保温20～40min。

所述步骤S2和步骤S3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螺旋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S3中，所述第一次回火处理的回火温度为621±14℃，时间为3.5～4.5h。

所述步骤S4中，所述淬火处理的温度为815±6℃，时间为120～150min。

所述步骤S5中，所述冷处理的温度为-90～-100℃，时间为4～4.5h。

所述步骤S5中，所述第二次回火处理的温度为150±6℃，时间为4～4.5h。

所述步骤S1中，所述预处理具体包括：对螺旋锥齿轮零件除齿部以外的其他表面进行镀铜保护；所述镀铜铜层厚度为0.03～0.05mm。

所述步骤S1和S2之间还包括对螺旋锥齿轮零件进行吹砂处理。