一种联体从动锥齿轮的热处理方法

技术领域

本发明涉及联体从动锥齿轮生产技术领域，尤其涉及一种联体从动锥齿轮的热处理方法。

背景技术

汽车驱动桥主减速器主/从动锥齿轮是整个驱动桥的核心动力传输部件，主/从动锥齿轮广泛地用于中、重型汽车驱动桥，整个动力传输链如下：发动机输出动力，经传动轴将动力传给主动锥齿轮，主动锥齿轮带动从动锥齿轮啮合传动，通过减速增扭，将更大动力传给从动锥齿轮，从动锥齿轮带动差速器壳总成转动，借助左右两个半轴齿轮将动力传递给左右半轴，左右半轴带动左右车轮转动，汽车行驶。目前联体从动锥齿轮实现了从动锥齿轮及差速器壳一体化结构，改变了传统从动锥齿轮与差速器壳体通过螺栓进行连接的分体结构，提高了产品的强度和寿命，结构紧凑，缩短了装配环节，相对于原分体结构，重量减轻了25％，实现了轻量化设计，并提高了汽车的通过能力。

基于联体从动锥齿轮的结构，通过目前分体锥齿轮的热处理方法对联体从动锥齿轮进行热处理，制得的联体从动锥齿其组织均匀性差、力学性能达不到要求、产品合格率低。因此，急需研究一种联体从动锥齿轮的热处理方法来解决上述问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种联体从动锥齿轮的热处理方法，本发明将工件先进行加热预处理，再继续加热至870-890℃再进行渗碳，渗碳分为加热升温阶段、强渗阶段、扩散阶段和降温均温阶段，本发明对工件逐步提升温度后再进行渗碳处理，并通过合理控制渗碳各个阶段的温度及碳势，并配合通入合适流量的天然气、甲醇和氮气，各个步骤的配合使制备得到的产品组织均匀性高，提高了产品的合格率，使产品表面硬度、马氏体级别和残余奥氏体级别均能达到要求。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面，提供一种联体从动锥齿轮的热处理方法，包括如下步骤：

(1)将工件装入加热炉中加热预处理，先加热至温度为470-490℃，保温时间为120min，继续加热至温度为870-890℃，保温时间为180min；

(2)将预处理后的工件进行渗碳，渗碳包括加热升温阶段、强渗阶段、扩散阶段和降温均温阶段；加热升温阶段的温度为880-900℃，碳势为1.05±0.1C％，时间为240min；强渗阶段的温度为910-920℃，碳势为1.15±0.1C％，时间为300min；扩散阶段的温度为890-910℃，碳势为0.9±0.1C％，,时间为240min；降温均温阶段的温度为830-850℃，碳势为0.8±0.1C％,时间为180min；

(3)渗碳完成后将工件进行淬火、回火。

优选的，步骤(2)中，渗碳时向加热炉中通入天然气、甲醇和氮气，天然气的通入流量为0.3-1.0m

优选的，步骤(3)中，工件淬火时初始温度为830-850℃。

优选的，步骤(3)中，淬火是将工件放入温度为60-90℃的淬火油中冷却。

优选的，步骤(3)中，回火温度为170-190℃，回火时间为3h。

优选的，工件淬火后先进行清洗再进行回火，清洗时利用70-90℃的清洗液清洗。

优选的，清洗液为5％的碳酸钠水溶液。

优选的，联体从动锥齿轮的材质为22CrMoH。

本发明的第二方面，提供利用上述热处理方法制备得到的联体从动锥齿轮。

本发明的有益效果为：

本发明将工件先进行加热预处理，再继续加热至870-890℃再进行渗碳，渗碳分为加热升温阶段、强渗阶段、扩散阶段和降温均温阶段，本发明对工件逐步提升温度后再进行渗碳处理，并通过合理控制渗碳各个阶段的温度及碳势，配合通入合适流量的天然气、甲醇和氮气，各个步骤的配合使制备得到的产品组织均匀性高，提高了产品的合格率，使产品表面硬度、马氏体级别和残余奥氏体级别均能达到要求。

附图说明

图1为本发明从锥齿轮装料示意图；

图2为本发明金相检验位置的示意图，图中，在1区域检测碳化物级别，在2处检测有效硬化层深度、马氏体级别和残余奥氏体级别，在3处检测心部硬度；

图3为本发明齿轮产品一处心部放大400倍的金相图；

图4为本发明齿轮产品一处心部放大400倍的金相图；

图5为本发明齿轮产品一处心部放大400倍的金相图；

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。

实施例1：一种联体从动锥齿轮的热处理方法，包括如下步骤：

(1)将工件放入加热炉中加热预处理，先加热至温度为470℃，保温时间为120min，继续加热至温度为870℃，保温时间为180min，工件的材质为22CrMoH；

(2)将预处理后的工件进行渗碳，渗碳包括加热升温阶段、强渗阶段、扩散阶段和降温均温阶段；加热升温阶段的温度为890℃，碳势为1.05±0.1C％，时间为240min，强渗阶段的温度为920℃，碳势为1.15±0.1C％，时间为300min，扩散阶段的温度为890℃，碳势为0.9±0.1C％，时间为240min，降温均温阶段的温度为830℃，碳势为0.8±0.1C％，时间为180min；渗碳时向加热炉中通入天然气、甲醇和氮气，天然气的通入流量为0.3-1.0m

(3)渗碳完成后将工件进行淬火、回火；工件淬火时初始温度为830℃，淬火是将工件放入温度为85℃的淬火油中冷却，工件淬火后先进行清洗再进行回火，清洗时利用70℃的5％的碳酸钠水溶液清洗；回火温度为170℃，回火时间为3h。

经检测，经过上述方法处理后的工件，其表面硬度HRC60，心部硬度为HRC38，有效硬化层1.6mm，表面0.1处硬度689HV，表面非马组织深度0.02mm，碳化物级别2级，马氏体级别3级，残余奥氏体级别3级。

实施例2：一种联体从动锥齿轮的热处理方法，包括如下步骤：

(1)将工件放入加热炉中加热预处理，先加热至温度为490℃，保温时间为120min，继续加热至温度为890℃，保温时间为180min，工件的材质为22CrMoH；

(2)将预处理后的工件进行渗碳，渗碳包括加热升温阶段、强渗阶段、扩散阶段和降温均温阶段；加热升温阶段的温度为880℃，碳势为1.05±0.1C％，时间为240min，强渗阶段的温度为910℃，碳势为1.15±0.1C％，时间为300min，扩散阶段的温度为900℃，碳势为0.9±0.1C％，时间为240min，降温均温阶段的温度为850℃，碳势为0.8±0.1C％，时间为180min；渗碳时向加热炉中通入天然气、甲醇和氮气，天然气的通入流量为0.3-1.0m

(3)渗碳完成后将工件进行淬火、回火；工件淬火时初始温度为850℃，淬火是将工件放入温度为60℃的淬火油中冷却，工件淬火后先进行清洗再进行回火，清洗时利用90℃的5％的碳酸钠水溶液清洗；回火温度为190℃，回火时间为3h。

经检测，经过上述方法处理后的工件，其表面硬度HRC 61.5，心部硬度为HRC38.5，有效硬化层1.85mm，表面0.1处硬度690HV，表面非马组织深度0.02mm，碳化物级别1级，马氏体级别2级，残余奥氏体级别2级。

实施例3：一种联体从动锥齿轮的热处理方法，包括如下步骤：

(1)将工件放入加热炉中加热预处理，先加热至温度为480℃，保温时间为120min，继续加热至温度为880℃，保温时间为180min，工件的材质为22CrMoH；

(2)将预处理后的工件进行渗碳，渗碳包括加热升温阶段、强渗阶段、扩散阶段和降温均温阶段；加热升温阶段的温度为900℃，碳势为1.05±0.1C％，时间为240min，强渗阶段的温度为915℃，碳势为1.15±0.1C％，时间为300min，扩散阶段的温度为905℃，碳势为0.9±0.1C％，时间为240min，降温均温阶段的温度为840℃，碳势为0.8±0.1C％，时间为180min；渗碳时向加热炉中通入天然气、甲醇和氮气，天然气的通入流量为0.3-1.0m

(3)渗碳完成后将工件进行淬火、回火；工件淬火时初始温度为830-850℃，淬火是将工件放入温度为70℃的淬火油中冷却，工件淬火后先进行清洗再进行回火，清洗时利用80℃的5％的碳酸钠水溶液清洗；回火温度为180℃，回火时间为3h。

经检测，经过上述方法处理后的工件，其表面硬度HRC61，心部硬度为HRC43，有效硬化层2.0mm，表面0.1处硬度695HV，表面非马组织深度0.018mm，碳化物级别2级，马氏体级别3级，残余奥氏体级别1级。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。