[发明专利]小模数齿轮的热处理方法

说明书

本发明提出了一种小模数齿轮的热处理方法，小模数齿轮包括主动锥齿轮和与主动锥齿轮配合的从动锥齿轮，从动锥齿轮采用单排连续炉进行渗碳处理，周期为单排30±5min，包括以下步骤：(1)预处理；(2)加热一区；(3)起始渗碳二区；(4)强渗碳三区；(5)扩散渗碳四区；(6)淬火渗碳五区。本发明减少组织转变应力，产品推料周期缩短了4min，齿形精度保证在8级以内，平面变形控制在0.1mm以内，内孔变形控制在0.08mm以内。

技术领域

本发明涉及齿轮加工技术领域，特别是指一种小模数齿轮的热处理方法。

背景技术

小模数齿轮是农用机械、减速机、精密机械等设备驱动桥的关键零件，是后驱动桥实现传递扭矩、增大扭矩、改变扭矩的传递方向及降低转速等关键部件。其通过一组齿轮副来实现减速和改变力的传递方向，齿轮副包括主动锥齿轮和从动锥齿轮，两者相啮合来传递动力。低噪音、高传动效率，高精度、高承载能力、低成本将是小模数齿轮发展趋势，目前全国小模数齿轮制造行业每年有100亿元以上的产值，在制造业中占的比例越来越大，随着机械产品精密化、小型化、自动化的发展趋势，小模数齿轮制造业成长性良好。

小模数齿轮在驱动桥的传动扭矩过程中会受到较大的冲击载荷及表面磨损，渗碳热处理过程中的变形控制使齿轮在传动过程中更平稳，噪音更小，使齿轮可以高精度啮合传动，从而可以减少齿轮齿面的磨损，增加它的使用寿命，并且能够有效的保障齿轮在传动过程中更好的发挥作用。

现有的渗碳热处理过程，通常分为3个阶段，如CN103710714A公开了一种汽车变速箱齿轮渗碳淬火的热处理方法，渗碳过程包括从室温升至900±5℃以渗碳，渗碳分为起始阶段、强渗阶段和扩散阶段，起始阶段碳势CP 0.95±0.03C％，强渗阶段CP 1.06±0.03C％，扩散阶段CP 0.85±0.03C％。另外，CN106119507B公开了一种减小齿轮轴键槽变形的热处理工艺，渗碳步骤包括：830±5℃均温20±1min，CP为0.60±0.025C％；900±5℃均温60±1min，CP为0.95±0.025C％；880±5℃均温40±1min，CP为0.80±0.025C％；830±5℃均温35±1min，CP为0.65±0.025C％。上述渗碳工艺步骤及参数的设计并不能满足采用20CrMnTiH材料制备的小模数齿轮在达到规定金相组织标准下减少组织转变应力。

发明内容

本发明提出一种小模数齿轮的热处理方法，减少组织转变应力，产品推料周期缩短了4min，齿形精度保证在8级以内，平面变形控制在0.1mm以内，内孔变形控制在0.08mm以内。

本发明的技术方案是这样实现的：小模数齿轮的热处理方法，小模数齿轮包括主动锥齿轮和与主动锥齿轮配合的从动锥齿轮，从动锥齿轮采用单排连续炉进行渗碳处理，周期为单排30±5min，包括以下步骤：

(1)预处理：将从动锥齿轮放置于料盘架上，并送至预处理炉，预处理炉的温度460±10℃，预处理炉的料盘架料位为3个；

(2)加热一区：从动锥齿轮随料盘架进入加热一区，加热一区的温度为860±5℃，甲醇流量为20±5ml/min，加热一区的料盘架料位为5个；

(3)起始渗碳二区：从动锥齿轮随料盘架进入渗碳二区，渗碳二区的温度为870±5℃，碳势为0.95±0.05％，甲醇流量为25±5ml/min，丙酮流量为20±3ml/min，渗碳二区的料盘架料位为3个；

(4)强渗碳三区：从动锥齿轮随料盘架进入渗碳三区，渗碳三区的温度为880±5℃，碳势为1.05±0.05％，甲醇流量为30±5ml/min，丙酮流量为20±3ml/min，渗碳二区的料盘架料位为5个；

(5)扩散渗碳四区：从动锥齿轮随料盘架进入渗碳四区，渗碳四区的温度为870±5℃，碳势为0.88±0.05％，甲醇流量为25±5ml/min，丙酮流量为0-10ml/min，空气流量为0-1m³/h，渗碳四区的料盘架料位为5个；