一种柔轮热处理工艺的制作方法

本发明涉及金属热处理领域，特别涉及一种柔轮热处理工艺。

背景技术：

机器人谐波减速器凭借其结构简单、尺寸小、噪音小、传动比大、传动精度高和效率高等优点，而被作为机器人关节的重要部件广泛使用。自从1955年美国c.w.麦塞尔发明了第一台谐波减速器以来，全世界主要工业国家都对其进行了全面研究，进而陆续制备出很多系列种类和尺寸规格不同的谐波减速器，其中以渐开线小模数齿轮齿廓谐波减速器使用最为广泛。其中，谐波减速器凭借上述优点而被广泛应用在机器人的关节的旋转部位、机械加工中心的旋转工作台、机械手旋转部、精密旋转工作台、医疗仪器、计量器具、ic制造装置、航空航天装置、国防设备等广泛领域，尤其是在工业机器人领域应用十分普遍；对于工业机器人而言，谐波减速器能够大大减小工业机器人的尺寸、降低噪音、提高效率和精度，因此谐波减速器的刚轮对其硬度要求需要达到27-32hrc这个要求。

柔轮胚料一般采用40crni2mo合结钢，合金结构钢简称合结钢，40crni2mo是合结钢的其中一种，也称合金钢，它是在优质碳素结构钢的基础上，适当地加入一种或数种合金元素(总含量不超过5％)而制成的钢种。但一般的刚轮采用40crni2mo合结钢，其硬度为小于27.8hrc，但当刚轮要用于谐波减速器时需要达到30-35hrc这个要求，因此需要对40crni2mo合结钢胚料进行热处理。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种可以提高刚轮硬度达到30-35hrc的柔轮热处理工艺。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种柔轮热处理工艺，所述热处理工艺包括如下步骤：

(1)将所述柔轮胚料放入箱式电阻炉中；加热至740～760℃保温1～3h；

(2)随炉冷却至200℃出炉；

(3)检验球化组织，判断是否完全球化；

(4)检验退火柔轮胚料的硬度是否为170～210hbs；

(5)将上述出炉的柔轮胚料放入到保护气氛箱式电阻炉；加热至850～870℃；保温时间按所述柔轮胚料的直径q来计算，所述刚轮胚料的直径为qmm，则其保温时间为qmin，保温qmin后，油淬至室温；

(6)放入回火炉中，在570～590℃保温3～5h回火处理，出炉空冷至室温；

(7)检验空冷后的柔轮胚料的硬度是否达到30-35hrc；

其中所述柔轮胚料热处理后的成分及重量百分比为0.36～0.43％的c，0.15～0.35％的si，0.60～0.90％的mn，允许残余含量≤0.025％的s，允许残余含量≤0.025％的p，0.60～1.00％的cr，1.60～2.00％的ni，允许残余含量≤0.025％的cu，0.15～0.30％的mo，余量为铁和不可避免的杂质。

所述柔轮热处理后的表面硬度为30～35hrc。

所述柔轮的金相组织为索氏体。

还可以对空冷后的柔轮胚料进行表面qpq盐浴处理或也可气体渗氮处理；渗氮层控制在0.034～0.036mm。

本发明的有益效果为：

本发明通过对淬火和高温回火的温度和时间的优化，强化了柔轮的力学性能，柔轮热处理后的表面硬度可以达到30～35hrc；另外淬火时是根据柔轮的尺寸对热处理时间进行优化，从而保证了热处理的稳定性。

附图说明

图1是本发明的柔轮胚料退火工艺曲线；

图2是本发明的柔轮胚料调质处理工艺曲线。

具体实施方式

下面结合附图1到图2和实施例以及对比例对本发明进一步详细说明。

实施例1：

一种柔轮热处理工艺，所述热处理工艺包括如下步骤：

(1)将所述柔轮胚料放入箱式电阻炉中；加热至740℃保温1h；

(2)随炉冷却至200℃出炉；

(3)检验球化组织，判断是否完全球化；

(4)检验退火柔轮胚料的硬度是否为170hbs；

(5)将上述出炉的柔轮胚料放入到保护气氛箱式电阻炉；加热至850℃；保温时间按所述柔轮胚料的直径q来计算，所述刚轮胚料的直径为q为200mm，则其保温时间为q为200min，保温200min后，油淬至室温；

(6)放入回火炉中，在570℃保温3h回火处理，出炉空冷至室温；

(7)检验空冷后的柔轮胚料的硬度是否达到30hrc；

其中所述柔轮胚料热处理后的成分及重量百分比为0.36％的c，0.15％的si，0.60％的mn，允许残余含量≤0.025％的s，允许残余含量≤0.025％的p，0.60％的cr，1.60％的ni，允许残余含量≤0.025％的cu，0.15％mo，余量为铁和不可避免的杂质。

所述柔轮热处理后的表面硬度为30hrc。

所述柔轮的金相组织为索氏体。

还可以对空冷后的柔轮胚料进行表面qpq盐浴处理或也可气体渗氮处理；渗氮层控制在0.034mm。

实施例2

一种柔轮热处理工艺，所述热处理工艺包括如下步骤：

(1)将所述柔轮胚料放入箱式电阻炉中；加热至760℃保温3h；

(2)随炉冷却至200℃出炉；

(3)检验球化组织，判断是否完全球化；

(4)检验退火柔轮胚料的硬度是否为210hbs；

(5)将上述出炉的柔轮胚料放入到保护气氛箱式电阻炉；加热至870℃；保温时间按所述柔轮胚料的直径q为来计算，所述刚轮胚料的直径为q为400mm，则其保温时间为q为400min，保温400min后，油淬至室温；

(6)放入回火炉中，在590℃保温5h回火处理，出炉空冷至室温；

(7)检验空冷后的柔轮胚料的硬度是否达到35hrc；

其中所述柔轮胚料热处理后的成分及重量百分比为0.43％的c，0.35％的si，0.90％的mn，允许残余含量≤0.025％的s，允许残余含量≤0.025％的p，1.00％的cr，2.00％的ni，允许残余含量≤0.025％的cu，0.30％mo，余量为铁和不可避免的杂质。

所述柔轮热处理后的表面硬度为35hrc。

所述柔轮的金相组织为索氏体。

还可以对空冷后的柔轮胚料进行表面qpq盐浴处理或也可气体渗氮处理；渗氮层控制在0.036mm。

实施例3

一种柔轮热处理工艺，所述热处理工艺包括如下步骤：

(1)将所述柔轮胚料放入箱式电阻炉中；加热至750℃保温2h；

(2)随炉冷却至200℃出炉；

(3)检验球化组织，判断是否完全球化；

(4)检验退火柔轮胚料的硬度是否为190hbs；

(5)将上述出炉的柔轮胚料放入到保护气氛箱式电阻炉；加热至860℃；保温时间按所述柔轮胚料的直径q来计算，所述刚轮胚料的直径为q为300mm，则其保温时间为q为300min，保温300min后，油淬至室温；

(6)放入回火炉中，在580℃保温4h回火处理，出炉空冷至室温；

(7)检验空冷后的柔轮胚料的硬度是否达到32.5hrc；

其中所述柔轮胚料热处理后的成分及重量百分比为0.39.5％的c，0.25％的si，0.75％的mn，允许残余含量≤0.025％的s，允许残余含量≤0.025％的p，0.80％的cr，1.80％的ni，允许残余含量≤0.025％的cu，0.15～0.30％mo，余量为铁和不可避免的杂质。

所述柔轮热处理后的表面硬度为32.5hrc。

所述柔轮的金相组织为索氏体。

还可以对空冷后的柔轮胚料进行表面qpq盐浴处理或也可气体渗氮处理；渗氮层控制在0.035mm。

由实施例1-3可以看出，本发明通过对淬火和高温回火的温度和时间的优化，强化了柔轮的力学性能，柔轮热处理后的表面硬度可以达到30～35hrc；另外淬火时是根据柔轮的尺寸对热处理时间进行优化，从而保证了热处理的稳定性。

以上所述并非对本发明的技术范围作任何限制，凡依据本发明技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。