[发明专利]一种螺伞齿轮细晶化控制方法

说明书

本发明涉及齿轮热处理领域，更具体地，公开的螺伞齿轮细晶化控制方法，包括以下步骤：螺伞齿轮细晶化控制方法，包括以下步骤：S1.材料的选配：采用Al、N微合金化的22CrMoH钢为原料；S2.锻造处理：将步骤S1的材料进行锻造加工，加热温度≥1180℃，终锻温度为900‑1100℃，锻后淬火至200℃以下；S3.正火处理：将淬火后的锻件加热保温预处理后，经风冷后放入正火炉等温加热保温然后出炉空冷；S4.将正火处理后的材料进行渗碳淬火与低温回火，得到齿轮产品；通过调整合金成分配合锻造后的淬火工艺，有效消除正火组织中的混晶现象的同时，还具有热处理后变形量小的优势。提高热处理的产品合格率，增加了质量稳定性。

技术领域

本发明涉及齿轮热处理领域，更具体地，涉及一种螺伞齿轮细晶化控制方法。

背景技术

螺伞齿轮作为汽车后桥传递动力的关键零件，其质量和寿命直接关系到汽车的性能。我国汽车产销量已跃居全球首位，市场竞争越来越激烈，对螺伞齿轮的产品质量要求也越来越高。渗碳淬火导致的形变是螺伞齿轮热处理工序的一个重要技术指标。淬火形变越大，磨齿的加工量越大，表面硬度均匀性降低会加速齿面磨损而导致齿轮啮合精度降低、噪声增大、疲劳寿命降低。螺伞齿轮渗碳淬火形变的影响因素包括材质、锻造比、带状组织、热处理工艺等，但淬火前的奥氏体晶粒度是关键的影响因素之一。为了在渗碳时获得均匀细化的奥氏体晶粒，一般采用微合金化思路即添加Nb、Ti等微合金元素，通过形成微合金碳氮化物钉扎奥氏体晶界迁移，从而控制奥氏体晶粒的长大行为。然而，这一思路忽略了锻造与正火工序中组织遗传效应对渗碳时奥氏体晶粒度的影响。如图1所示，现有螺伞齿轮的生产工艺为：采用常规的22CrMoH钢，锻造加热温度为1185^oC，终锻温度为950^oC，锻后进行料框堆冷；锻件送入加热炉，加热温度为930^oC，保温时间为160min；经风冷后进入等温正火炉，炉温为650^oC，保温160min后出炉空冷；经930^oC等温渗碳10-16h后，油淬至约40^oC；然后在180℃的回火炉保温165min进行低温回火。现有螺伞齿轮的材质为常规22CrMoH钢，且在锻后的料框堆冷过程中，形变奥氏体发生回复与再结晶以及晶粒长大，未充分利用锻造形变对晶粒的细化效果，即粗大的奥氏体组织可遗传至渗碳工艺过程，使渗碳淬火时齿轮产品变形量难以控制，影响产品质量甚至不符合入库标准。

综上所述，发明一种有效控制螺伞齿轮产品晶粒度的方法在实际生产和产品应用中具有巨大的实际意义和市场价值。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供一种螺伞齿轮细晶化控制方法，该方法充分利用锻造形变对晶粒的细化效果，控制奥氏体组织的晶粒度，通过调整合金成分配合锻造后的淬火工艺，有效消除渗碳淬火组织中的混晶现象的同时，还具有热处理后变形量小的优势。提高热处理的产品合格率，增加了质量稳定性具有巨大的经济效益。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

公开了一种螺伞齿轮细晶化控制方法，包括以下步骤：

S1.材料的选配：采用Al、N微合金化的22CrMoH钢为原料；

S2.锻造处理：将步骤S1的材料进行锻造加工，加热温度≥1180℃，终锻温度为900-1100℃，锻后淬火至200℃以下；

S3.正火处理：将淬火后的锻件加热保温预处理后，经风冷后，放入正火炉等温正火，然后出炉空冷；

S4.将正火处理后的材料进行渗碳淬火与低温回火，得到齿轮产品；