專利名稱：齒輪毛坯等溫退火工藝與等溫退火生產(chǎn)線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的齒輪毛坯等溫退火工藝與等溫退火生產(chǎn)線屬于熱處理工藝與熱處 理設(shè)備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的技術(shù)中，批量生產(chǎn)的齒輪毛坯的熱處理主要有三種，即正火(圖1)、正火+ 回火(圖2)和等溫正火(圖3)，在上述工藝中工件均被整體加熱到Ac3點(diǎn)以上，然后進(jìn)行 不同方式的冷卻。齒輪毛坯的熱處理又稱預(yù)先熱處理，它的作用是消除鍛造應(yīng)力，細(xì)化組織 和獲得適應(yīng)的硬度，以利于機(jī)械加工。由于齒輪的輪輔和內(nèi)孔一般采用車削和拉削加工，這 種機(jī)加工方式對(duì)金相組織的要求并不高，而齒圈部位需采用滾齒和插齒加工，這種斷續(xù)切 削方式對(duì)金相組織和硬度有著較高的要求。從獲得最佳的切削性能的經(jīng)濟(jì)合理的工藝角度 出發(fā)，齒輪的輪輻和齒圈的熱處理允許存在差異，這就是本發(fā)明的動(dòng)機(jī)?，F(xiàn)有技術(shù)中的齒坯 整體加熱工藝并不利于使齒圈準(zhǔn)確穩(wěn)定地獲得具有優(yōu)越切削性能的金相組織。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中不足之處，本發(fā)明設(shè)計(jì)了依據(jù)鋼鐵材料等溫轉(zhuǎn)變曲線(TTT曲)制 定的等溫退火工藝，該發(fā)明的特點(diǎn)之一是只對(duì)齒圈部位進(jìn)行重結(jié)晶加熱(Ac3+50-8(TC )并 接續(xù)進(jìn)行等溫退火，該發(fā)明的特點(diǎn)之二是采用感應(yīng)加熱對(duì)齒圈部位進(jìn)行穿透加熱。其熱處 理工藝曲線如圖4、圖5所示，圖4為齒輪毛坯鍛造余熱等溫退火工藝曲線示意圖，圖5為 鍛件冷卻后再進(jìn)行的等溫退火工藝曲線示意圖。本發(fā)明的齒坯等溫退火生產(chǎn)線構(gòu)成示意圖如圖6所示，圖中1為送料機(jī)，2為網(wǎng)帶 式均熱爐，3為中頻加熱爐，4為網(wǎng)帶式退火爐。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的明顯區(qū)別有兩點(diǎn)，其一 為無高溫爐(800-950°C)，兩臺(tái)網(wǎng)帶爐均為低溫爐，最高設(shè)計(jì)溫度為700°C ；其二為引入感 應(yīng)加熱裝置。實(shí)際應(yīng)用證明了該發(fā)明的如下優(yōu)點(diǎn)1、無論是利用鍛造余熱的等溫退火工藝(圖4)或鍛件冷卻后再進(jìn)行的等溫退火 工藝(圖5)都確保了輪輻部位的硬度要求(HB187-207)。2、該發(fā)明預(yù)先將齒坯整體加熱至等溫退火所需的珠光體等溫轉(zhuǎn)變溫度，然后僅對(duì) 齒圈部位進(jìn)行感應(yīng)加熱的明顯好處是確保奧氏體化狀態(tài)一致性，以及從奧氏體化溫度降溫 到珠光體轉(zhuǎn)變溫度的一致性，同時(shí)由于采用了單件操作的感應(yīng)加熱技術(shù)，這就為精確尋求 最佳金相組織創(chuàng)造了有利條件，而現(xiàn)有技術(shù)中在網(wǎng)帶爐中進(jìn)行整體加熱，整體冷卻則很難 精確控制齒坯的熱處理過程。3、該發(fā)明的在節(jié)能上有明顯的優(yōu)勢(shì)，首先該工藝免除了工件整體的高溫加熱 (800-9500C )這將使?fàn)t膛溫度降至650-680°C，這將極大減少了爐壁的熱損失，也延長(zhǎng)了爐 齡，而齒圈的感應(yīng)加熱也只是有10-20秒，晶體管感應(yīng)加熱電源的效率可高達(dá)95%，該發(fā)明 與現(xiàn)有工藝相比節(jié)能效果是顯著的。
該發(fā)明將工藝與設(shè)備融為一體，從而有利于該發(fā)明的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。


附圖1正火工藝曲線示意圖
附圖2正火+回火工藝曲線示意圖
附圖3等溫正火工藝曲線示意圖
附圖4鍛造余熱等溫退火工藝曲線示意圖
附圖5等溫退火工藝曲線示意圖
附圖6等溫退火生產(chǎn)線構(gòu)成示意圖
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖4與附圖6對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施做詳細(xì)說明。附圖4為本發(fā)明的鍛造預(yù)熱等溫退火工藝曲線示意圖，按此工藝要求，齒輪毛坯 自模鍛錘出模后可用傳送帶將毛坯送入圖6中的網(wǎng)帶式均熱爐，均熱溫度根據(jù)鍛坯鋼種的 TTT曲線選取，均溫后毛坯自動(dòng)落至中頻加熱爐工作區(qū)，此時(shí)毛坯由人工或自動(dòng)裝料機(jī)裝入 中頻感應(yīng)器內(nèi)，中頻加熱程序啟動(dòng)，加熱至預(yù)定奧氏體化溫度后停止加熱，齒輪毛坯由人工 或自動(dòng)卸料機(jī)送入網(wǎng)帶式退火爐進(jìn)行等溫退火，等溫退火的時(shí)間由金相組織判定并據(jù)此調(diào) 整工藝參數(shù)以保證退火的毛坯硬度符合HB187-207的要求，應(yīng)用本發(fā)明對(duì)20CrMnTi鋼坯、 42CrMo鋼坯、30Cr2MoV鋼齒輪坯進(jìn)行熱處理，均達(dá)到預(yù)定的硬度要求，而且每件齒坯的硬度 差值< 5HB，并滿足各項(xiàng)切削性能要求。本發(fā)明的實(shí)例說明該工藝為熱處理工藝的數(shù)值化模擬控制創(chuàng)造了有利條件，同時(shí) 該發(fā)明也縮短了齒輪毛坯的熱處理周期。
權(quán)利要求
一項(xiàng)批量生產(chǎn)的齒輪毛坯等溫退火工藝，其熱處理工藝曲線示意圖見圖(4)、圖(5)，其技術(shù)特征在于去除了齒輪毛坯的整體重結(jié)晶加熱，只對(duì)齒圈部位采用感應(yīng)穿透加熱方式實(shí)施局部奧氏體化處理。
2.一種用于批量生產(chǎn)的齒輪毛坯等溫退火生產(chǎn)線，其主要構(gòu)成示意圖見附圖(6)，其 設(shè)備構(gòu)成特征在于設(shè)計(jì)了中頻加熱爐工作區(qū)并對(duì)齒圈部位實(shí)行奧氏體化加熱，齒輪毛坯熱 處理過程如圖(4)、圖(5)所示。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種批量生產(chǎn)的齒輪鍛造毛坯的熱處理工藝與一條相應(yīng)的熱處理生產(chǎn)線。本發(fā)明免除了對(duì)齒輪毛坯的整體重結(jié)晶加熱，不論是采用本發(fā)明的鍛造余熱等溫退火工藝或是毛坯冷卻后實(shí)施的等溫退火都能使齒坯穩(wěn)定地獲得具有優(yōu)越切削性能的金相組織和預(yù)期的硬度值。
文檔編號(hào)C21D1/26GK101886163SQ20091006882
公開日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2009年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月13日
發(fā)明者張?jiān)?申請(qǐng)人:天津市天瑞硬化工程有限公司