專利名稱：齒輪鋼熱處理工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料熱處理工藝技術(shù)領(lǐng)域。
齒輪是機械設(shè)備中的基本零件，齒輪的使用壽命直接影響到機械設(shè)備的精度穩(wěn)定性和安全可靠性。汽車、拖拉機齒輪用鋼主要有二大類，含鎳和鉬的滲碳鋼，如15Ni、20CrMo、20CrNiMo等，和不含鎳的滲碳鋼，如20Cr、20CrMnTi等。國外多采用含鎳滲碳鋼8620(20CrNiMo)，滲碳后經(jīng)二次重新淬火，疲勞強度可提高1.8倍左右。國外汽車、拖拉機齒輪使用壽命多在30～50萬公里。蘇聯(lián)及我國汽車、拖拉機齒輪多采用無鎳滲碳鋼(20CrMnTiA)，經(jīng)碳氮共滲860℃×8小時，降溫到810℃油淬，在200℃時回火2小時以上，再經(jīng)表面噴丸處理，齒輪的使用壽命一般在6～10萬公里。近年來我國研究含硼齒輪鋼25Mn2TiB，經(jīng)碳氮共滲熱處理后，齒輪使用壽命可達10～15萬公里，但齒輪熱處理后變形量比20CrMnTi鋼幾乎增加一倍。
本發(fā)明的目的在于節(jié)約國際上重要戰(zhàn)略物資鎳和鉬的前提下，通過對最廣泛使用的齒輪鋼20CrTiA的熱處理工藝研究，使其使用壽命接近美國汽車制造協(xié)會(SAE)8620(20CrNiMo)鋼。
本發(fā)明對20CrMnTiA鋼制件，先進行碳氮共滲處理，隨后進行淬火和回火處理，最后進行噴丸表面強化處理。在一般操作規(guī)程下，改變碳氮共滲的時間和溫度。由常規(guī)860℃×8小時，改為860℃×2小時和830℃×2小時。隨后降溫至800℃以下進行水淬，并立即在300～200℃時回火1小時，最后進行噴丸強化處理。
美國齒輪制造商協(xié)會(AGMA)規(guī)定，硬齒面齒輪HRC55～63，采用特殊材料制造時，在壽命為107時的容許彎曲應(yīng)力為65KSi(相當于45.5kgf/mm2)，經(jīng)噴丸后，在107次循環(huán)下可提高容許彎曲應(yīng)力45%(即65.98kgf/mm2)，若為一般材料，需乘以系數(shù)0.846(即55.82kgf/mm2)。據(jù)我國冶金工業(yè)出版社，1983年出版的合金鋼鋼種手冊，第一冊(p.189～194)記載20CrMnTiA鋼，經(jīng)滲碳淬火回火后的疲勞強度極限
次＝62kgf/mm2。而經(jīng)本發(fā)明處理的20CrMnTi鋼，HRC為58～62，
＝64.46kgf/mm2。噴丸強化處理后，在σmax＝105kgf/mm2條件下，其脈沖彎曲疲勞壽命超過500×104次以上而不斷。與此同時，耐磨性比常規(guī)碳氮共滲的20CrMnTi鋼提高三倍。經(jīng)過本發(fā)明方法處理的齒輪具有變形小、耐磨性好和疲勞壽命高的特點。利用本發(fā)明可以節(jié)能。本發(fā)明也可適用于其他耐磨零件如活塞銷、凸輪軸、萬向節(jié)十字頭，以及礦山冶金機械中的耐沖擊耐磨零件，如電動或風(fēng)動鑿巖機零件的制造。
本發(fā)明的實施例如下20CrMnTiA齒輪鋼，碳氮共滲860℃×2小時和830℃×2小時，隨后800℃以下水淬，并立即在300～200℃回火1小時，最后進行噴丸強化處理。
權(quán)利要求
1.齒輪鋼熱處理工藝方法，屬于金屬材料熱處理工藝技術(shù)領(lǐng)域，其中20CrMnTiA齒輪鋼需經(jīng)碳氮共滲、油淬和回火、表面噴丸處理，本發(fā)明的特征在于20CrMnTiA鋼碳氮共滲860℃×2小時和830℃×2小時，800℃以下水淬，300～200℃時回火1小時，并適用于20CrMnTiA鋼制作的各種零件。
全文摘要
齒輪鋼熱處理工藝方法，屬于金屬材料熱處理工藝技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明改變了齒輪鋼，主要是20CrMnTiA鋼的碳氮共滲溫度和時間。經(jīng)過本發(fā)明處理的20CrMnTiA齒輪，具有變形小、耐磨性好和疲勞壽命高的特點。本發(fā)明也可適用于其他耐磨零件，以及礦山冶金機械中的耐沖擊耐磨零件。
文檔編號C21D9/32GK1046353SQ8910541
公開日1990年10月24日 申請日期1989年4月11日 優(yōu)先權(quán)日1989年4月11日
發(fā)明者陳天雄 申請人:東南大學(xué)