劉翔TWD熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
(江蘇省鹽城技師學院 江蘇鹽城 224002)
摘 要:本文分析了20CrMnTi滲碳鋼齒輪的預備熱處理、滲碳、淬火低溫回火熱處理工藝對組織與性能的影響,并對工藝進行優化,提高材料的性能,降低生產成本,提高了經濟效果。
關鍵詞:預備熱處理 滲碳 淬火 低溫回火 馬氏體
中圖分類號:TG161 文獻標識碼: A 文章編號:1672-3791(2010)06(b)-0252-02
滲碳鋼通常是指經滲碳淬火, 低溫回火后使用的鋼。20CrMnTi滲碳鋼是一種低碳合金鋼,工藝性能優良,廣泛用于截面小于30mm承受高速、中等或重載及受沖擊載荷和摩擦的重要滲碳零件,如汽車、拖拉機中的變速齒輪、凸輪、礦山機械使用的重載齒輪等, 但往往由于齒輪熱處理質量不過關, 會造成加工困難、齒輪磨削中存在裂紋、組織和力學性能不合格等。本文通過對齒輪的預備熱處理、滲碳、淬火回火幾個方面分析, 進行工藝優化, 來提高材料的性能, 降低生產成本。
20CrMnTi齒輪鋼要達到加工、使用所需性能必須進行熱處理, 目的是提高表面的硬度、耐磨性和疲勞強度,心部具有足夠的強度和韌性。一般齒輪加工的工藝路線如下。
鍛造→正火→齒形加工→滲碳→淬火、低溫回火→噴丸→校正花鍵孔→磨齒[1]。一般齒輪毛坯采用鍛造毛坯, 經鍛造
以后晶粒大小形狀發生了變化, 改變了鋼的組織, 增加了鍛造應力, 提高了硬度, 在機械加工前需預備熱處理。
1 預備熱處理
通常20CrMnTi選用正火或調質處理作為預備熱處理,其目的是降低鋼的硬度,提高塑性, 以利于切削加工; 細化晶粒,均勻鋼的組織及成分,改善鋼的性能,為以后的熱處理作準備;消除鍛造應力,防止變形和開裂, 保證齒形合格。
1.1 正火
正火是將鋼加熱到Ac3以上30℃～50℃,保溫足夠的時間后出爐在空氣中冷卻到室溫。對于一般的齒輪采用正火,正火可以減少碳和其他合金元素的成分偏析; 使奧氏體晶粒細化和碳化物的彌散分布, 以便在隨后的熱處理中增加碳化物的溶解量。由于正火的冷卻速度較快, 獲得細小的片層狀滲碳體珠光體, 強度、硬度都較高, 力學性能較好。然而正火工藝是空冷,對于尺寸較大零件,內外溫差大冷卻速度不穩定,在連續冷卻時,過冷奧氏體在A1-550℃溫度范圍內分解為珠光體,在550℃-Ms溫度范圍內, 因轉變溫度較低轉變為貝氏體組織(即含碳量具有一定過飽和度的鐵素體和分散的滲碳體(或碳化物)的混合物),其特征是過飽和碳的鐵素體中分布粒狀或長條狀的碳化物[1]。鍛造毛坯正火產生的粒狀貝氏體引起硬度增高,導致了齒型加工困難,使刀具早期磨損。對于車輛齒輪或大批量的小型齒輪越來越多采用等溫正火工藝。對于模數、直徑較大的質量要求高的工業齒輪通常采用調質作為預備熱處理[5]。
1.2 調質
對于重要的齒輪用調質來改善鋼的性能。在切削加工時,為了不致發生“粘刀”現象和使刀具嚴重磨損,通過改善金相組織控制鋼的硬度。實踐證明,為了防止鍛造毛坯在預備熱處理中產生粒狀貝氏體影響鋼的力學性能,工藝可采用淬火后680℃～700℃高溫回火(即調質)來替代原來的正火。高溫回火后得到回火索氏體組織, 即粒狀滲碳體均勻的分布在鐵素體基體上, 應力集中傾向小,硬度降低至200HB～330HB,切削性能較好。調質鋼與正火鋼相比不僅強度較高, 而且塑性、韌性遠高于后者, 同時鍛造應力得到充分的消除, 滿足了機械加工要求, 在生產中已取得了良好的經濟效益
[2]。
|
