一種表面高強度、高耐磨性和高韌性齒輪的處理爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種齒輪制造處理的爐子，尤其是獲得表面高硬度、高耐磨性和高韌性的齒輪的處理爐。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，目前國內(nèi)外多利用低碳或中碳合金鋼制造齒輪，在齒輪成形加工之后多用表面化學(xué)熱處理，如表面改性處理技術(shù)及表面感應(yīng)加熱等熱處理方法，如:表面滲C，氮化，C、N共滲，離子氮化及PVD，CVD，PCVD，TD,齒輪表面拋丸等技術(shù)，以及激光、離子注入、等離子處理、電子束分子外延等表面處理方法。但至目前為止，上述各種方法存在以下缺占-
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[0003]①常規(guī)擴滲方法雖然可以達(dá)到理想的涂層厚度和結(jié)合力，但普遍硬度偏低，為HR60左右；
[0004]②而近年誕生的其他方法，獲得的涂層太薄，普遍在1um以下，而且涂層與基體結(jié)合力和耐磨性很差；
[0005]③由于設(shè)備較高精度和較高真空度限制，很難用于大批量生產(chǎn)，特別是尺寸大的工件則所需設(shè)備異常龐大，否則不能滿足工程需要。
[0006]故，現(xiàn)有技術(shù)的處理方法，不能獲得表面高硬度、高耐磨性、高韌性和高壽命的齒輪，不能滿足市場和用戶的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)不能獲得表面高硬度、高耐磨性、高韌性和高壽命的齒輪的不足，其目的在于提供一種表面高強度、高耐磨性和高韌性齒輪的處理爐。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本專利采用以下技術(shù)方案:一種表面高硬度、高耐磨性和高韌性齒輪的處理爐，包括密封的加熱爐爐體，其特征在于:所述加熱爐爐體的中間空腔形成加熱爐膛，在加熱爐爐體上，設(shè)置有測溫探頭、真空度檢測探頭，測溫探頭、真空控制器的端頭都通入加熱爐膛內(nèi)，或與加熱爐膛連通；在加熱爐爐體上，設(shè)置有抽真空泵體，抽真空泵體的管道通入加熱爐膛內(nèi)，將加熱爐膛內(nèi)的氣體強制向外抽，形成真空；在加熱爐爐體上，設(shè)置有一個或一個以上的中間層組分輸入通道，分別在受控狀態(tài)下將中間梯度層處理需要的組分各自加入加熱爐膛內(nèi)；在加熱爐爐體上，設(shè)置有一個或一個以上的工作層組分輸入通道。
[0009]進一步的特征是:在加熱爐膛內(nèi)設(shè)置有罩子，罩子與中間層組分輸入通道的管道連接，加入的氣體組分首先進入罩子內(nèi)。
[0010]在加熱爐膛的底部設(shè)置一個工件載物臺，待處理齒輪工件放置在工件載物臺上。
[0011]在加熱爐爐體上，設(shè)置有排水閥和排氣閥，都與加熱爐膛連通。
[0012]本實用新型表面高硬度、高耐磨性、高韌性和高壽命的齒輪及其處理爐，相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下特點:
[0013]1、使齒輪表面層硬度在HV800~2000之間(可按要求控制硬度的精度在±5%之內(nèi))，獲得較高的硬度；
[0014]2、涂層厚度在0.1~2_之內(nèi)(可調(diào))，涂層較厚，獲得較高的耐磨性和韌性；
[0015]3、涂層較厚，增強了緩沖能力，齒輪壽命大幅度提高，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上提高一倍以上。
[0016]4、處理爐結(jié)構(gòu)簡單、控制靈活，容易操作；而且制造效率較高，滿足批量生產(chǎn)的需要。
[0017]5、密封的爐體內(nèi)，分別在受控狀態(tài)下通入各種組分，滿足處理的需要。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型齒輪結(jié)構(gòu)剖視圖；
[0019]圖2是本實用新型齒輪處理爐結(jié)構(gòu)剖視圖。
【具體實施方式】
[0020]本實用新型的表面高硬度、高耐磨性和高韌性的齒輪，包括齒輪基體21，在齒輪基體21表面具有復(fù)合涂層，復(fù)合涂層由工作層23、中間梯度層22連接構(gòu)成，工作層23、中間梯度層22合金化連接，中間梯度層22與齒輪基體21合金化連接。
[0021]本實用新型在鋼制齒輪的表面采用熱擴散的方法，使齒輪表面形成一個C、N、Re等元素?zé)釘U滲冶金結(jié)合層，把該層作為中間梯度過渡層，然后再在此層上繼續(xù)熱擴滲，強烈碳化物形成元素B，V, Cr, Nb等，使之形成和中間梯度過渡層緊密結(jié)合的高硬度耐磨工作層。故，本實用新型這種復(fù)合涂層由表面的工作層、中間梯度層和基體組成，各層之間均為冶金結(jié)合O
[0022]如圖2所示，本實用新型的齒輪處理爐，包括密封的加熱爐爐體1，加熱爐爐體I的中間空腔形成加熱爐膛2，待處理齒輪工件放置在加熱爐膛2內(nèi)，或者在加熱爐膛2的底部設(shè)置一個工件載物臺3，將待處理齒輪工件放置在工件載物臺3上；在加熱爐爐體I上，設(shè)置有測溫探頭4、真空度檢測探頭5，測溫探頭4、真空控制器5的端頭都通入加熱爐膛2內(nèi)，或與加熱爐膛2連通，分別測量溫度(控制溫度)或真空度；在加熱爐爐體I上，設(shè)置有抽真空泵體6，抽真空泵體6的管道通入加熱爐膛2內(nèi)，啟動抽真空泵體6后，將加熱爐膛2內(nèi)的氣體強制向外抽，形成真空。在加熱爐爐體I上，設(shè)置有一個或一個以上的中間層組分輸入通道7，分別在受控狀態(tài)下將中間梯度層處理需要的組分各自加入加熱爐膛2內(nèi)，在中間層組分輸入通道7上，設(shè)置有必要的控制器、控制閥、儲存罐體等，按照工藝要求打開，并將該組分加入。由于中間梯度層處理需要的組分含有氣體，故在加熱爐膛2內(nèi)設(shè)置有罩子8，罩子8與中間層組分輸入通道7的管道連接，加入的氣體組分首先進入罩子8內(nèi)，從上往下靠近待處理齒輪工件；在加熱爐爐體I上，設(shè)置有一個或一個以上的工作層組分輸入通道9，分別在受控狀態(tài)下將工作層處理需要的組分各自加入加熱爐膛2內(nèi)，在工作層組分輸入通道9上，設(shè)置有必要的控制器、控制閥、儲存罐體等，按照工藝要求打開，并將該組分加入。每組組分最好放置在一個組分輸入通道內(nèi)，每種組分單獨在受控狀態(tài)下加入加熱爐膛2內(nèi)。加熱爐爐體I的加熱結(jié)構(gòu)可以采用現(xiàn)有技術(shù)，如電加熱、氣體加熱等，達(dá)到工藝要求的溫度即可。
[0023]在加熱爐爐體I上，設(shè)置有排水閥10和排氣閥11，都與加熱爐膛2連通；根據(jù)需要打開后，將加熱爐膛2的水或氣體向外排出。
[0024]將工件2放在加熱爐膛2內(nèi)，啟動抽真空泵體6抽真空并加熱，同時中間層組分輸入通道7打開，中間擴滲氣氛發(fā)生器工作，將形成中間層的中間擴滲氣氛需要的組分加入爐膛2內(nèi)，并在指定的溫度范圍內(nèi)保溫一定時間，當(dāng)達(dá)到一定的擴滲層厚度的工藝要求后，關(guān)閉該中間層組分輸入通道7 ;并開啟工作層組分輸入通道9，將工作層擴滲需要的組分加入爐膛2內(nèi)，當(dāng)達(dá)到工藝參數(shù)后，關(guān)閉設(shè)備，取出工件轉(zhuǎn)入下邊工序熱處理，如淬火和回火處理，得到齒輪工件；該齒輪工件可以裝配使用。
[0025]本設(shè)備可以按計算和設(shè)計要求選擇中間梯度層及工作層的種類和該層的厚度，并可以按使用要求調(diào)整。
[0026]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對于不脫離本實用新型技術(shù)方案的替換/修改均應(yīng)落入本實用新型要求保護的范圍之中。
【主權(quán)項】
1.一種表面高強度、高耐磨性和高韌性齒輪的處理爐，包括密封的加熱爐爐體(1)，其特征在于:所述加熱爐爐體(I)的中間空腔形成加熱爐膛(2)，在加熱爐爐體(I)上，設(shè)置有測溫探頭(4)、真空度檢測探頭(5)，測溫探頭(4)、真空度檢測探頭(5)的端頭都通入加熱爐膛(2)內(nèi)，或與加熱爐膛(2)連通；在加熱爐爐體(I)上，設(shè)置有抽真空泵體(6)，抽真空泵體(6 )的管道通入加熱爐膛(2 )內(nèi)，將加熱爐膛(2 )內(nèi)的氣體強制向外抽，形成真空；在加熱爐爐體(I)上，設(shè)置有一個或一個以上的中間層組分輸入通道(7)，分別在受控狀態(tài)下將中間梯度層處理需要的組分各自加入加熱爐膛(2)內(nèi)；在加熱爐爐體(I)上，設(shè)置有一個或一個以上的工作層組分輸入通道(9)，分別在受控狀態(tài)下將工作層處理需要的組分各自加入加熱爐膛(2)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述表面高強度、高耐磨性和高韌性齒輪的處理爐，其特征在于:在加熱爐膛(2)內(nèi)設(shè)置有罩子(8)，罩子(8)與中間層組分輸入通道(7)的管道連接，加入的氣體組分首先進入罩子(8)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述表面高強度、高耐磨性和高韌性齒輪的處理爐，其特征在于:在加熱爐膛(2)的底部設(shè)置一個工件載物臺(3)，待處理齒輪工件放置在工件載物臺(3)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1一3任一所述表面高強度、高耐磨性和高韌性齒輪的處理爐，其特征在于:在加熱爐爐體(I)上，設(shè)置有排水閥(10)和排氣閥(11 )，都與加熱爐膛(2)連通。
【專利摘要】本實用新型公開一種表面高強度、高耐磨性和高韌性齒輪的處理爐，加熱爐爐體的中間空腔形成加熱爐膛，在加熱爐爐體上，設(shè)置有測溫探頭、真空度檢測探頭、抽真空泵體，在加熱爐爐體上，設(shè)置有一個或一個以上的中間層組分輸入通道，和一個或一個以上的工作層組分輸入通道，分別在受控狀態(tài)下將各組分通入加熱爐膛內(nèi)。本實用新型的處理爐：齒輪表面層硬度在HV800~2000之間，獲得較高的硬度；涂層厚度在0.1~2mm之內(nèi)（可調(diào)），涂層較厚，獲得較高的耐磨性和韌性；處理爐結(jié)構(gòu)簡單、控制靈活，容易操作；而且制造效率較高，滿足批量生產(chǎn)的需要；密封的爐體內(nèi)，分別在受控狀態(tài)下通入各種組分，滿足處理的需要。
【IPC分類】C21D11-00, C21D9-32
【公開號】CN204281805
【申請?zhí)枴緾N201420723462
【發(fā)明人】胡建軍, 孫智富, 侯天鳳
【申請人】重慶理工大學(xué)
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年11月27日