8620h齿轮钢的渗碳热处理工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及金属材料热处理工艺，具体来说是8620H齿轮钢的渗碳热处理工艺。
【背景技术】
[0002] 8620H钢在国内对应的钢号为20化NiMoH钢，是常用的齿轮钢。包含的主要合金元 素为化、Ni、Mo,其中化和Mo为碳化物形成元素，Ni为非碳化物形成元素。化和Mo碳化 物形成元素能在渗碳时增加表面碳浓度，增加碳浓度梯度，Ni作为非碳化物形成元素则可 减少表面碳浓度，使碳浓度变平缓，8620H钢中碳化物形成元素与非碳化物形成元素的相互 配合可使渗碳钢有较好的渗碳能力。
[0003] 齿轮作为主要的重要的传动零件，其对耐磨性提出了极高的要求，因此，需要对齿 轮钢进行渗碳热处理来实现；渗碳是对金属表面处理的一种，使渗碳介质中分解出的活性 碳原子渗入钢件表层，从而获得表层高碳，屯、部仍保持原有成分。运是金属材料常见的一种 热处理工艺，它可W使渗过碳的工件表面获得很高的硬度，提高其耐磨程度。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的问题是，提供一种可有效提高齿轮钢表面渗碳效果，提高其硬 度和抗磨损性能，并且兼顾经济性的渗碳热处理工艺。
[0005] 为达到上述技术效果，本发明提供了如下技术方案：8620H齿轮钢的渗碳热处理 工艺，所采用的技术方案包括W下步骤：
[0006] (1)预处理：放入连续式自动渗碳泽火线炉，经过清洗后在400±5°C溫度下预热68 分钟；
[0007] 似预渗碳：将溫度升高至880 +5°C保溫35分钟；
[0008]樹渗碳：在920 +5°C的溫度下渗碳70分钟，其前35分钟碳势为1 %，后35分钟碳 势为0.9% ;
[0009] (4)扩散：降溫至880 + 5 °C，在0. 85 %碳势下保溫35分钟；
[0010] 脚保溫：泽火前的保溫，降至860 + 5 °C下保溫35分钟；
[0011] 做泽火：W110±5°C油泽；
[001引 口徊火：在170°C溫度下进行低溫回火化。
[0013] 本渗碳钢的热处理渗碳工艺发明原理为：
[0014] 先进行预处理，清洗表面附着的杂质、油溃等，预热的目的是使齿轮零件内外溫度 一致，又不破坏内部晶体机构，进而为下一步的升溫奠定基础。
[0015] 之后进行预渗碳，在高碳势、低溫度的渗碳环境中，碳的活度较高，更容易形核，有 利于提高形核率，从而获得数目众多的预存碳化物颗粒（由预渗碳先形成的碳化物，预存 碳化物颗粒作为后期渗碳时，作为新碳化物形成的核屯、），为循环渗碳做好准备。
[0016] 然后进行渗碳，渗碳过程中，材料组织为奥氏体+碳化物，渗碳过程中随着渗碳的 进行，奥氏体中的含碳量逐渐升高，直到奥氏体中碳含量趋近于饱和；同时材料中强碳化物 形成元素与碳反应形成新的碳化物。
[0017] 循环渗碳后进行扩散、保溫和泽火，其目的是为了获得平缓的碳浓度分布（泽火 后的硬度分布），减小由于渗碳热处理导致的应力。
[0018] 最后进行回火，用于减小钢件中的内应力。
[0019] 本发明的有益效果是：本发明的渗碳钢的热处理渗碳工艺，增加了特殊的预渗碳 工艺，在高碳势、低溫度的渗碳环境中，形核率高，获得数目众多的预存碳化物颗粒，增加渗 层的碳含量，增加碳化物的形核率，但是又不显著增加碳化物尺寸，避免碳化物粗化；并之 后配合循环渗碳，使高溫中的奥氏体中的碳趋近饱和，从而使表面的细小碳化物部分烙解 后，成为新的形核点，最终使表面渗层的细小碳化物逐渐增多，得到大量的细小碳化物颗 粒，有效的把晶粒度从7级细化到了 8级，然后经过合适的扩散、泽火和回火过程。在满足 屯、部性能的基础上，大大的提高了表面的耐磨性。
【具体实施方式】
[0020] 下面通过实施例对本发明进行具体的描述，只用于对本发明进行进一步说明，不 能理解为对本发明保护范围的限定，该领域的技术工程师可根据上述发明的内容对本发明 作出一些非本质的改进和调整。
[0021] 实施例1
[002引 8620H齿轮钢的渗碳热处理工艺，包括W下步骤：
[0023] (1)预处理：放入连续式自动渗碳泽火线炉，经过清洗后在395 °C溫度下预热 60min;
[0024] (2)预渗碳：将温度升高至875它保温35min;
[0025]樹渗碳：在915°C的溫度下渗碳70min，其前35分钟碳势为1 %，后35分钟碳势为 0.9%；
[0026] (4)扩散：降溫至875°(：，在0.85%碳势下保溫35111111;
[0027] 脚保溫：泽火前的保溫，降至855°C下保溫35min;
[0028] 做泽火：W105°C油泽；
[002引仍回火：在170°C溫度下进行低溫回火ISOmin。
[0030] 渗碳效果参数
[0031] 节圆处硬化层深度mm 0. 9584 转化处倾化深短mm 0. 8912 表面硬度HRCbO5 如部硬度服C 雜.4
[0032] 马氏体残奥级别和组织特点3级
[0033] 非马组织 0. 024
[0034] 晶粒度 8级
[0035] 齿根弯曲疲劳极限690.4MPa
[003引实施例2
[0037] 8620H齿轮钢的渗碳热处理工艺，包括W下步骤：
[0038] (1)预处理：放入连续式自动渗碳泽火线炉，经过清洗后在400°C溫度下预热 60min；
[0039] 似预渗碳：将溫度升高至880°C保溫35min;
[0040] 樹渗碳：在920°C的溫度下渗碳70min，其前35分钟碳势为1 %，后35分钟碳势为 0.9%；
[0041] (如扩散：降溫至880°(：，在0.85%碳势下保溫35111111;
[0042] 脚保溫：泽火前的保溫，降至860°C下保溫35min;
[0043] 做泽火：W110°C油泽；
[0044] 口徊火：在170C溫度下进化低溫回火ISOmin。
[0045] 渗碳效果参数
[0046] 巧|词处倾化.U深促mn 0.9612 转化处倾化,U深度瞧 0. 808Γ) 表面硬度服C 61. 4 必部倾暖HRC 27b
[0047] 马氏体残奥级别和组织特点3级
[0048] 非马组织 0. 022
[0049] 晶粒度 8级
[0050] 齿根弯曲疲劳极限 685. 4MPa [00川实施例3
[005引 8620H齿轮钢的渗碳热处理工艺，包括W下步骤：
[0053] (1)预处理：放入连续式自动渗碳泽火线炉，经过清洗后在405 °C溫度下预热 60min;
[0054] (2)预渗碳：将温度升高至885它保温35min;
[00巧]樹渗碳：在925°C的溫度下渗碳70min，其前35分钟碳势为1 %，后35分钟碳势为 0.9%；
[0056] (4)扩散：降溫至885°(：，在0.85%碳势下保溫35111111;
[0057] 脚保溫：泽火前的保溫，降至865°C下保溫35min;
[0058] 做泽火：W115°C油泽；
[005引仍回火：在170°C溫度下进行低溫回火ISOmin。
[0060] 渗碳效果参数
[0061] 节開处倾化以.深.)拍mn 0.9620
[0062] 转角处硬化层深度nm 0. 8454 表Ι???倾度抓C 58. 96 必部顿悟HRC 29. 34
[0063] 马氏体残奥级别和组织特点3级
[0064] 非马组织 0. 025
[006引 晶粒度 8级
[0066] 齿根弯曲疲劳极限 684. 8MPa
[0067] 通过W上具体实施案例可W看出，选用本发明工艺获得的产品经测试，其渗碳深 度、表面硬度和抗磨性能等关键质量指标均符合相关标准，齿轮的工作可靠性高，使用寿命 长。同时，其工艺流程得到简化，生产周期缩短，经济性好。
【主权项】
1. 8620H齿轮钢的渗碳热处理工艺，其特征在于，包括以下步骤： ⑴预处理：放入连续式自动渗碳淬火线炉，经过清洗后在400±5°C温度下预热60min; ⑵预渗碳：将温度升高至880±5°C保温35min; ⑶渗碳：在920±5°C的温度下渗碳70min; ⑷扩散：降温至 880±5°C，在0.85%碳势下保温35min; (5) 保温：淬火前的保温，降至860±5°C下保温35min; (6) 淬火：以110±5°C油淬； (7) 回火：在170°C温度下进行低温回火180min。2. 根据权利要求1所述的8620H齿轮钢的渗碳热处理工艺，其特征在于，在第⑶步中所 述的在920±5°C的温度下渗碳70分钟，其前35分钟碳势为1%，后35分钟碳势为0. 9%。
【专利摘要】本发明公开了一种8620H齿轮钢的渗碳热处理工艺，其步骤包括：⑴预处理：放入连续式自动渗碳淬火线炉，经过清洗后在400±5℃温度下预热68分钟；⑵预渗碳：将温度升高至880±5℃保温35分钟；⑶渗碳：在920±5℃的温度下渗碳70分钟，其前35分钟碳势为1％，后35分钟碳势为0.9％；⑷扩散：降温至880±5℃，在0.85％碳势下保温35分钟；⑸保温：淬火前的保温，降至860±5℃下保温35分钟；⑹淬火：以110±5℃油淬；⑺回火：在170℃温度下进行低温回火3h。本发明工艺流程，可有效提高齿轮钢表面渗碳效果，提高其硬度和抗磨损性能，并且兼顾经济性的渗碳热处理工艺。
【IPC分类】C21D1/18, C23F17/00, C23C8/22
【公开号】CN105369260
【申请号】CN201510799731
【发明人】徐卫明, 杨以振, 顾金才, 何云超
【申请人】张家港市广大机械锻造有限公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年11月19日