[发明专利]一种齿轮及其制备方法

说明书

本发明公开了一种齿轮及其制备方法，属于齿轮技术领域，解决了现有的18Cr2Ni4WA渗碳淬火制备的齿轮的机加工性较差的问题。制备方法包括：将齿轮整体进行渗碳处理；将渗碳后的齿轮整体随炉冷却；然后将齿轮整体进行高温回火；然后将齿轮整体进行淬火处理；然后将齿轮整体进行冰冷处理；对齿轮的内圈进行变频感应退火；对齿轮整体进行低温回火。本发明的制备方法制备的齿轮实现了高强韧高硬度渗碳齿面与低硬度易加工内圈的性能良好结合。

技术领域

本发明属于齿轮技术领域，具体涉及一种齿轮及其制备方法。

背景技术

行走轮属于煤矿机械采掘装备中的重要传动零部件，为18Cr2Ni4WA 渗碳钢渗碳淬火制造。行走轮与销排开式配合，实现采煤机的行走传动，要求必须耐磨，同时具有很好的接触疲劳性能，即强韧性匹配较好。根据行走轮的服役特性，齿面的渗碳层深度达3mm～5.5mm，硬度 58～62HRC，内圈要与轴配合传动，行走轮在热处理后还需进行机加工，如插花键等，过高的硬度影响机加工性能。由于18Cr2Ni4WA具有较好的空冷淬硬性，在空冷条件下依然能得到马氏体或贝氏体组织，导致行走轮渗碳淬火热处理后，内圈的硬度偏高，不能满足机加工性能要求。因此，近年来，如何提高行走轮的机加工性受到研究者的重视。

发明内容

鉴于上述分析，本发明旨在提供一种齿轮及其制备方法，用于解决以下技术问题：现有的18Cr2Ni4WA渗碳淬火制备的齿轮的机加工性较差。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一方面，本发明提供了一种齿轮的制备方法，制备方法包括：

步骤1、将齿轮整体进行渗碳处理；

步骤2、将渗碳后的齿轮整体随炉冷却；

步骤3、然后将齿轮整体进行高温回火；

步骤4、然后将齿轮整体进行淬火处理；

步骤5、然后将齿轮整体进行冰冷处理；

步骤6、对齿轮的内圈进行变频感应退火；

步骤7、对齿轮整体进行低温回火。

进一步的，齿轮的材料为18Cr2Ni4WA；齿轮内圈的直径为 220～260mm，齿轮的齿根圆的直径为410～430mm，齿的内圈的高度为 120～140mm。

进一步的，步骤1之前还包括对齿轮的内圈及两侧基准端面进行防渗碳处理。

进一步的，步骤6中，变频感应退火时将齿轮放置在定位感应加热台架上，通过控制加热参数，对齿轮内圈进行感应加热退火。

进一步的，步骤6中，变频感应退火工艺包括：

S1、施加低频预热齿轮内圈至齿轮内圈表面温度维持在200～300℃；

S2、感应频率在500HZ～20kHZ内缓慢调节，达到目标值 5kHZ～15kHZ后，再继续改变电流大小至齿轮内圈表面达到预定加热温度并保温；其中，预定加热温度低于完全奥氏体化温度；

S3、冷却：先缓慢调节感应频率值至500～1kHZ后，齿轮内圈表面温度下降至200～300℃后，再降低电流大小至功率降为零，完成感应退火。

进一步的，S2中，保温时间t与预定加热温度T有如下关系：

当T＝600～700℃时，t＝10s～10min；

当T＝500～600℃时，t＝5min～20min；

当T＝400～500℃时，t＝10min～40min；

当T＝300～400℃时，t＝20min～120min。