一種高強度齒輪及其加工工藝的製作方法

2023-10-22 16:00:07

本發明涉及機械製造技術領域，尤其涉及一種高強度齒輪及其加工工藝。

背景技術：

工件在熱處理時，特別是淬火過程中，因其截面各部分加熱和冷卻速度不一致而存在溫差，加上組織轉變的不等時性等原因，使得工件截面上各部分的體積脹縮不均勻，以及彈塑性畸變不一致，從而導致熱處理應力的產生。熱處理應力的大小、狀態及其分布直接影響到熱處理質量。例如，較高的淬火應力一旦超過鋼的屈服強度和脆斷強度時，將會引起工件的畸變，甚至開裂。熱處理應力的產生原因比較複雜，影響因素也較多。如鋼的化學成分、原始組織、工件形狀、尺寸大小及熱處理操作方法等都可能使工件在熱處理過程中產生畸變，甚至開裂。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種高強度齒輪及其加工工藝，解決現有技術中齒輪強度低，熱處理過程不夠理想的技術問題；

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種高強度齒輪，所述齒輪的成分包括質量百分比為1-2％的碳、0.5-1％的銅、餘量為鐵、鎳和稀土元素，其中所述稀土元素的含量小於等於1％；

一種高強度齒輪的生產工藝，包括以下步驟：

(1)清潔：取出模具，在模具內表面噴塗清潔液，噴刷均勻，乾燥後使用，對模具進行清潔；

(2)冶煉：將鐵加入感應爐中，快速熔化，加入稀土元素和鎳，進行攪拌，攪拌完成後，進行檢驗，檢驗合格後，出爐澆注；

(3)澆鑄工藝：澆鑄溫度控制在1300-1400℃，澆鑄採用先快後慢的方 式，澆鑄速度為20-30Kg/s，離心轉速為400-500r/min；澆鑄終了到停機是鑄件的冷卻過程，為防止早脫模造成變形，要冷卻到鑄件表面呈暗黑紅色，最後進行脫模；

(4)粗加工：對鑄件進行粗加工；

(5)滲碳：對正火完的鑄件進行滲碳；

(6)熱處理：所述熱處理工序採用兩次正火、一次回火和冷卻，第一次正火溫度大於第二次正火溫度。

其中，所述滲碳工藝為先預熱3h，溫度為400-500℃，然後加熱到900℃，進行滲碳；

本發明的有益效果：

1.本發明通過在材質中加入鎳和稀土元素，這樣有利於提高齒輪的拉強度、屈服強度、韌性以及低溫衝擊性能；

2.本發明通過改變滲碳過程的溫度，這樣能夠提高滲碳效果，提高齒輪的質量；

3.本發明生產工藝簡單，產品強度高，且使用壽命長。

具體實施方式

以下是對本發明的原理和特徵進行描述，所舉實例只用於解釋本發明，並非用於限定本發明的範圍。

實施例1：

一種高強度齒輪，所述齒輪的成分包括質量百分比為2％的碳、1％的銅、餘量為鐵、鎳和稀土元素，其中所述稀土元素的含量小於等於1％；

一種高強度齒輪的生產工藝，包括以下步驟：

(1)清潔：取出模具，在模具內表面噴塗清潔液，噴刷均勻，乾燥後使用，對模具進行清潔；

(2)冶煉：將鐵加入感應爐中，快速熔化，加入稀土元素和鎳，進行攪拌，攪拌完成後，進行檢驗，檢驗合格後，出爐澆注；

(3)澆鑄工藝：澆鑄溫度控制在1400℃，澆鑄採用先快後慢的方式， 澆鑄速度為30Kg/s，離心轉速為500r/min；澆鑄終了到停機是鑄件的冷卻過程，為防止早脫模造成變形，要冷卻到鑄件表面呈暗黑紅色，最後進行脫模；

(4)粗加工：對鑄件進行粗加工；

(5)滲碳：對正火完的鑄件進行滲碳；

(6)熱處理：所述熱處理工序採用兩次正火、一次回火和冷卻，第一次正火溫度大於第二次正火溫度。

其中，所述滲碳工藝為先預熱3h，溫度為500℃，然後加熱到900℃，進行滲碳；

實施例2

一種高強度齒輪，所述齒輪的成分包括質量百分比為1％的碳、0.5％的銅、餘量為鐵、鎳和稀土元素，其中所述稀土元素的含量小於等於1％；

一種高強度齒輪的生產工藝，包括以下步驟：

(1)清潔：取出模具，在模具內表面噴塗清潔液，噴刷均勻，乾燥後使用，對模具進行清潔；

(2)冶煉：將鐵加入感應爐中，快速熔化，加入稀土元素和鎳，進行攪拌，攪拌完成後，進行檢驗，檢驗合格後，出爐澆注；

(3)澆鑄工藝：澆鑄溫度控制在1300℃，澆鑄採用先快後慢的方式，澆鑄速度為20Kg/s，離心轉速為400r/min；澆鑄終了到停機是鑄件的冷卻過程，為防止早脫模造成變形，要冷卻到鑄件表面呈暗黑紅色，最後進行脫模；

(4)粗加工：對鑄件進行粗加工；

(5)滲碳：對正火完的鑄件進行滲碳；

(6)熱處理：所述熱處理工序採用兩次正火、一次回火和冷卻，第一次正火溫度大於第二次正火溫度。

其中，所述滲碳工藝為先預熱3h，溫度為400℃，然後加熱到900℃，進行滲碳；

以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡在本發明 的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。