[发明专利]齿轮坯的制造方法

说明书

本发明提供了一种齿轮坯的制造方法。该制造方法包括锻造过程：将连铸坯加热至1100～1300℃后保温4～20h形成热坯，对热坯进行三向锻造和辗锻，得到辗锻坯；以及热处理过程：对辗锻坯进行预备热处理，预备热处理包括依次进行的加热、液体介质中冷却、等温处理的过程，得到齿轮坯，其中，液体介质的温度为70～100℃。经三向锻造得到均匀致密的锻件，再通过辗锻工艺，使得连铸坯在成形过程中具有优异的流线方向，尤其适用于盘类齿轮的加工。此外，对辗锻坯进行预备热处理中通过在液体介质中对辗锻坯进行冷却，有助于得到具有铁素体加珠光体、带状为1～2级组织结构的齿轮坯以及有助于提高组织均匀性，从而保证齿轮坯的整体质量。

技术领域

本发明涉及齿轮的制造方法，具体而言，涉及一种齿轮坯的制造方法。

背景技术

齿轮是一种传递转矩和角运动的机械构件，是重载机车、风力发电机组及其他重型机械装备的最重要结构部件之一。随着设计的进步和传递能量及速度的增大，齿轮承受载荷越来越大，使得齿轮零件失效机理也变得十分复杂。另一方面，随着产品的升级换代，对齿轮也要求更高的可靠性和经济性。为此，重载齿轮需要承受较高的载荷，同时还要求长寿命服役和低成本控制。

目前，渗碳淬火用的重载齿轮，采用的模铸钢锭进行快速锻造制备成圆钢，然后进行齿坯制备和正回火处理。然而，由于模铸锻造的工艺特点，导致当前重载齿轮采用模铸锻造材生产成本偏高。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种齿轮坯的制造方法，以解决现有技术中齿轮采用模铸锻造材生产成本偏高的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种齿轮坯的制造方法，该制造方法包括锻造过程：将连铸坯加热至1100～1300℃后保温4～20h形成热坯，对热坯进行三向锻造和辗锻，得到辗锻坯；以及热处理过程：对辗锻坯进行预备热处理，预备热处理包括依次进行的加热、液体介质中冷却、等温处理的过程，得到齿轮坯，其中，液体介质的温度为70～100℃。

进一步地，上述三向锻造的总锻造比为6～12。

进一步地，上述三向锻造包括对热坯进行墩拔，然后依次进行X方向墩拔、Y方向墩拔和Z方向墩拔，优选X方向墩拔、Y方向墩拔和Z方向墩拔各自的锻造比为2～4。

进一步地，上述加热、液体介质中冷却的过程包括在920～960℃下对辗锻坯进行加热并保温处理3～10h，得加热后辗锻坯；将加热后辗锻坯置于液体介质中进行冷却，冷却的终点温度为550～720℃，优选液体介质的温度为80～100℃，进一步优选液体介质为水、无机盐水溶液或高分子聚合物水溶性淬火剂，优选液体介质中冷却的时间根据所选材料的CCT图和计算机仿真技术获得。

进一步地，上述锻造过程还包括对辗锻坯进行冲孔和扩孔处理的过程。

进一步地，进行上述冲孔时，控制冲孔重量满足≥A×H，其中，H为连铸坯下料长度、单位为mm；A为下料系数、单位为kg/mm，且A≥0.020，进一步优选A≥0.035。

进一步地，在进行上述预备热处理之前，制造方法还包括对辗锻坯进行去氢处理的过程。

进一步地，上述等温处理的过程包括将上述液体介质中冷却后得到的坯料进行炉内保温，随后进行空冷。

进一步地，上述等温处理的过程还包括将坯料在550～720℃保温0.5～10h后进行空冷。

进一步地，上述连铸坯为Φ380～Φ1000mm的连铸坯。