[发明专利]提高渗碳齿轮使用寿命的新技术

说明书

本发明涉及金属热处理，具体来说是在热处理方面采取措施来提高渗碳齿轮使用寿命的新技术。

合金钢渗碳齿轮使用范围广、品种多，多用于航空用齿轮、汽车用齿轮、各种减速机构齿轮及其它机械齿轮传动方面。

这些齿轮在使用过程中常出现断齿现象和非腐蚀性碾蚀现象，断齿断裂形式呈脆性断裂，碾蚀表面特征是在工作面上出现麻点或麻坑。

断齿特点：

一、在使用过程中比较低的使用应力(使用应力低于零件设计允许应力)就能造成断齿现象；

二、使用周期短，也就是说在使用过程中很短时间内就会产生断齿现象。

碾蚀特点：

一、在使用一定周期才在工作面上出现麻点，随使用时间的增长而麻点加大；

二、在没有腐蚀介质和外来物的情况下产生麻点。

本发明的目的即在于针对渗碳齿轮容易产生断齿、点蚀等方面的问题而提供一种提高渗碳齿轮使用寿命的新技术。

本发明的目的是这样实现的：

经过研究认为造成这些齿轮提前失效的原因主要取决于材料和零件表面的最终组织，研究发现零件表面残余奥氏体量的多少与量的改变情况是直接影响齿轮断裂和产生麻点的主要因素。

因此本技术是在热处理方面采取措施，改善其组织，提高表面强度，从而达到避免齿轮断齿现象和产生麻点问题。

本技术适用于18Cr2Ni4WA、12Cr2Ni4A、20CrMnTi、20CrMnMo等合金钢渗碳件齿轮，对航空、汽车用齿轮及各种减速机构齿轮和其它机械传动齿轮都适用。

对成品零件仍然可以采用适当的工艺措施，避免齿轮断裂和短时间使用产生麻点现象。

本技术已在航空产品、汽车齿轮及许多减速机构齿轮上进行了大量的试验应用，效果显著。

如航空某齿轮使用寿命由原来几百小时延长到几千小时；汽车某齿轮寿命提高几倍至几十倍；某减速器齿轮寿命由几个月提高到几年，等等。

本项技术成熟、工艺简单，操作方便易于掌握，不需新增加大的投资，简单的热处理设备就可应用。

对成品零件来说可以采取适当的工艺，不改变零件的形状尺寸和表面状态，能保持零件原来的机械性能。

具体工艺如下：

一、渗碳时控制碳势(控制零件表面含碳量0.8～1.0％)；

二、渗碳后采用正火、回火、淬火、回火工艺，或者采用渗后回火、淬火、回火工艺；

三、避免使用渗后直接淬火工艺；

四、以上各种工艺参数按不同材料不同要求参照国家有关技术文件进行；

五、对于成品零件采用重复回火工艺，回火工艺150℃～230℃，时间大于2小时。

实施例一：20CrMnTi齿轮

按现有的常规工艺对齿轮的半成品进行渗碳、回火或渗碳、正火、回火、淬火、回火处理后进行加工制成齿轮成品件，然后对齿轮成品件进行回火和再回火工艺，其具体工艺如下：

1．对齿轮成品件的回火工艺：

   a．将齿轮成品件加温到150℃～200℃，保温2.5～3小时；

   b．水冷，水的温度为室温；

2．对回火后的齿轮成品件进行再回火工艺：

   a．将回火后的齿轮成品件加温到150℃～200℃，保温≥2.5小时；

   b．空冷。

上述齿轮成品件进行回火和再回火后齿轮的尺寸精度不会改变。