[发明专利]防止渗碳零件产生磨削裂纹的热处理方法

说明书

本发明涉及金属热处理，它是一种利用金属热处理工艺来消除磨削裂纹的方法。

在生产过程中，往往由于磨削加工后，零件表面出现裂纹而导致零件报废，例如航空产品中的调速器、顺桨泵、飞机的螺旋桨，民用产品中的风机上的主、被动齿轮以及工装和模具，经常出现磨削裂纹，特别是出现在用GCrl5和18Cr2Ni4WA、12Cr2Ni4A、18CrMnTi、20CrMnTi、20CrMnMo等渗透性较好的渗碳合金钢零件上，更易产生磨削裂纹。

一般理论认为：造成这种磨削裂纹的主要原因是磨削条件，因此在磨削工艺上进行改进和试验，然而收效甚微。

本发明的目的即在于解决上述零件在磨削过程中易于产生磨削裂纹的问题，而在多年试验研究和在一种新的理论基础上，提出一种新的消除磨削裂纹的新技术，即防止渗碳零件产生磨削裂纹的热处理方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：对于需要磨削的渗碳合金钢零件，其处理方法为：(1)渗碳：与常规工艺相同；(2)淬火：入炉加温到790℃～840℃，淬火介质为油、油温不超过50℃，较大零件在油中冷却时间大于30分钟；(3)回火：入炉加温到150℃～220℃，淬火后不超过2小时即进行回火，炉内保温时间≥3.5小时，然后出炉水冷≥5分钟；(4)二次回火：入炉加温到150℃～220℃，回火后即进行二次回火，炉内保温时间≥2.5小时，然后出炉水冷≥5分钟；(5)三次回火：入炉加温到150℃～220℃，二次回火后即进行三次回火，炉内保温时间≥2.5小时，然后出炉空冷。将需要磨削的渗碳合金钢零件通过回火和再回火工艺使淬火马氏体转变成回火马氏体，提高其强度，并且也可使显微裂纹得到有效的弥合从而消除高碳合金钢的这种薄弱部分，有效避免磨削裂纹的产生。

经采用本发明的改进工艺产生了极明显的效果，经大量实施应用基本上彻底消除了磨削裂纹(见表一、表二)，表中淬火后只经一次回火的是现有的常规工艺，淬火后经一次、二次回火和一次、二次、三次回火的是本发明的改进工艺。此项技术具有效果显著，工艺简单、技术成熟、易于掌握的优点，一般的处理设备即可，在不需增加任何投资的情况下就可应用。

表一

编号  名称  材料       淬火       一次回火      二次回火    三次回火裂纹率    ％    备注  ℃介质  ℃  h   ℃  h    ℃  h1小齿轮轴20CrMnTi渗后直接淬火160±10  3  100  裂纹严重2小齿轮轴20CrMnTi840±10  油160±10  3160±10  3    038M齿轮轴20CrMmTi840±10  油160±10  3.5  ≥8048M齿轮轴20CrMnTi840±10  油160±10  3.5160±10  3.5160±10 3. 5    0工艺规定碳化物级别为≯7级58M齿轮840±10  油  200  3.5  ≥806BM.9M齿轮20CrMnTi840±10油    200 3.5  200 3.5  ≤507840±10油    200 3.5  200 3.5  2003.5    084.7M、6M风机齿轮轴20CrMnTi渗后直接淬火    180 3.5   1009840±10油    180 3.5  ≥5010840±10油    180 3.5  180 3.5  180 3. 5    011 6M齿轮20CrMmTi840±10油    180 3.5  180 3.5   ＜5