專利名稱：冷精擠壓齒輪坯的球化退火工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鋼件的熱處理方法，特別是適用于冷精擠壓齒輪毛坯的無氧化、無脫碳球化退火工藝。
背景技術：
球化退火的主要目的是使鐵素體基體上均勻分布著細小的球粒狀碳化物，來降低金屬的硬度，提高金屬的塑性，從而降低金屬的變形抗力，使金屬坯料易于塑性變形。冷擠壓成型的齒輪齒形，在成型之后不需再機械加工。所以，對齒輪毛坯的球化退火必須要保證不氧化不脫碳。用于冷擠壓工件的球化退火工藝是將工件加熱到Ac1+ (20 40) V保溫后再等溫冷卻，從而獲得低硬度，球化效果好均勻的珠光體+鐵素體組織，以利于冷擠壓時成型。目前的球化退火為防止氧化脫碳的發(fā)生，常常應用1、在退火爐內通入含碳原子高的保護氣氛，但是保護氣氛的成分調整相當困難，對操作工人技術要求高。此工藝不易 控制，稍有操作不當，易使工件表面產(chǎn)生增碳層，導致后續(xù)冷擠壓成形工藝的困難，還對環(huán)境產(chǎn)生不同程度的污染。2、采用真空退火爐，利用抽真空至< 50Pa的高真空度，并在整過球化退火過程中保持該真空度達到防止氧化的目的，但確保證不了表面不脫碳，同時在真空下加熱速度慢，且工藝時間長，浪費能源。3、采用預抽真空然后回充惰性氣體再加熱的方法，這樣雖提高了加熱速度，但仍不能保證工件表面不脫碳。上述三種方法的缺點是工藝周期長，成本高，生產(chǎn)率低，并有不同程度的環(huán)境污染，而且產(chǎn)品的質量也不夠穩(wěn)定，難以滿足冷擠壓成型坯料的技術要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術不足之處，提供一種降低生產(chǎn)成本、提高效率，確保產(chǎn)品在退火爐中無氧化、無脫碳，使產(chǎn)品質量優(yōu)良穩(wěn)定的冷擠壓齒輪坯球化退火工藝。本發(fā)明的技術方案是
冷精擠壓齒輪坯的球化退火工藝，包括有以下步驟
a、裝料，將冷擠壓毛坯裝入料箱并吊上液壓升降臺的輥棒上，料箱隨輥棒由推拉車鏈輪拉到推拉車上，由控制器控制搬出、搬入操作；
b、齒輪毛坯進入前真空換氣室，由控制器控制真空泵對真空室抽真空，當真空達到133. 32Pa時，真空泵停機，自動充入高純度氮氣，當氣壓達到正常大氣壓時停止充氮氣；
C、齒輪毛坯料箱搬入退火加熱爐，分別要經(jīng)過預熱區(qū)、升溫區(qū)、保溫區(qū)、快冷區(qū)、等溫區(qū)、緩冷區(qū)，出爐隨轉水冷室過程，在加熱爐內通入高純氮，確保氮氣純度> 99. 99%，并通入適量的甲醇裂解氣，確保爐內正壓力為(I. 003 1.005) XlO5Pa;
e、齒輪毛坯料箱被推拉車拉出爐門外時，退火爐爐門隨之關閉，迅速將出爐的齒輪毛坯搬入清洗機水冷室，目的是使齒輪出爐溫度< 200°C，這樣可避免出爐后的氧化；
f、齒輪毛坯料箱進入真空清洗機水冷室后，真空清洗機門密閉，由控制器控制單室雙液，堿液、清水，實現(xiàn)先用堿液噴淋3分鐘，然后用清水噴淋5分鐘，再用真空泵真空干燥5分鐘；
g、打開真空清洗機門，快速出料，真空清洗機門關閉，等待下一料箱進入，避免了空氣與工件接觸而產(chǎn)生氧化，齒輪毛坯料箱到了推拉車上，由推拉車自動搬入液壓升降臺；上述動作周而復始的循環(huán)。本發(fā)明采用冷擠壓齒輪坯的球化退火工藝，具體處理方法是在封閉的退火加熱爐中按熱處理工藝流程依次進行，其改進之處是將退火加熱爐中充入高純度氮氣和甲醇裂解氣，保證爐內壓力在(I. 003 I. 005) X IO5Pa,退火加熱爐內抽真空達133. 32Pa后再充入高純氮氣至大氣壓。爐內熱處理工藝步驟和工藝參數(shù)依次為預熱常溫升至250°C ;升溫250°C 升至 760 0C 780。。，3 4h ;快冷760 °C 780 °C 降至 680 °C 700。。，O. 5 O. 7h ;等溫6800C 700。。，10 12h ;緩冷由等溫溫度降至400°C，4 5h，水冷
400°C降至200°C以下?！?br> 所述退火加熱爐內的熱處理工藝流程及抽真空充氮氣均在電腦程序控制下連續(xù)進行，所述工件的快冷是采用充液氮。本發(fā)明在輥底式預抽真空保護氣氛全電加熱球化退火爐中完成，退火加熱爐，出料推拉車，前室真空換氣室及抽真空系統(tǒng)，電控及溫控系統(tǒng)，液氮儲罐，甲醇低溫裂解機和碳熱顯示系統(tǒng)等組成。該生產(chǎn)線運行程序除了齒輪毛坯裝箱，上料到備料臺(液壓升降臺)吊裝由人工完成外，齒輪毛坯的退火前抽真空充氮氣，退火預熱，升溫加熱，保溫，快冷，等溫，緩冷和快速冷卻全部按工藝程序，可由編程序邏輯控制器(PLC)來控制自動完成。按原有的周期式退火爐的冷爐升溫、熱爐冷卻的工藝操作方法，既浪費能源，又降低生產(chǎn)效率，使球化退火的質量達不到保證，特別是難以保證退火后的件無氧化無脫碳。采用本發(fā)明的齒輪毛坯球化退火工藝，在爐內前真空換氣室充入高純氮氣和適量的甲醇裂解氣進行保護，徹底去除了工件氧化脫碳的可能。由于加熱爐密封性能好，既節(jié)約了能源，又提高了生產(chǎn)效率，而且齒輪毛坯球化退火工藝規(guī)范、合理，產(chǎn)品質量優(yōu)良穩(wěn)定，同爐不同位置零件以及同一零件不同位置處理硬度誤差< 15HBW，金相組織為在鐵素體基體上均勻分布細小的點球狀碳化物化，利于后續(xù)冷成型，提高了冷擠模具的使用壽命。整條生產(chǎn)線采用了可編程序邏輯控制器(PLC)控制，既實現(xiàn)了自動化操作，又縮短了生產(chǎn)周期，減輕了工人勞動強度，達到了熱處理廠房環(huán)保清潔的高要求目標。
具體實施例方式冷精擠壓齒輪坯的球化退火工藝，包括有以下步驟
a、裝料，將冷擠壓毛坯裝入料箱并吊上液壓升降臺的輥棒上，料箱隨輥棒由推拉車鏈輪拉到推拉車上，由控制器控制搬出、搬入操作；
b、齒輪毛坯進入前真空換氣室，由控制器控制真空泵對真空室抽真空，當真空達到133. 32Pa時，真空泵停機，自動充入高純度氮氣，當氣壓達到正常大氣壓時停止充氮氣；
C、齒輪毛坯料箱搬入退火加熱爐，分別要經(jīng)過預熱區(qū)、升溫區(qū)、保溫區(qū)、快冷區(qū)、等溫區(qū)、緩冷區(qū)，出爐隨轉水冷室過程，在加熱爐內通入高純氮，確保氮氣純度> 99. 99%，并通入適量的甲醇裂解氣，確保爐內正壓力為(I. 003 1.005) XlO5Pa;
b、齒輪毛坯料箱被推拉車拉出爐門外時，退火爐爐門隨之關閉，迅速將出爐的齒輪毛坯搬入清洗機水冷室，目的是使齒輪出爐溫度< 200°C，這樣可避免出爐后的氧化；
e、齒輪毛坯料箱進入真空清洗機水冷室后，真空清洗機門密閉，由控制器控制單室雙液，堿液、清水，實現(xiàn)先用堿液噴淋3分鐘,然后用清水噴淋5分鐘,再用真空泵真空干燥5分鐘；
f、打開真空清洗機門，快速出料，真空清洗機門關閉，等待下一料箱進入，避免了空氣與工件接觸而產(chǎn)生氧化，齒輪毛坯料箱到了推拉車上，由推拉車自動搬入液壓升降臺；上述動作周而復始的循環(huán)。上述實施例中，齒輪毛坯通過退火加熱爐時的工藝步驟和工藝參數(shù)如 下表(例一至例三):
權利要求
1.冷精擠壓齒輪坯的球化退火工藝，其特征在于，包括有以下步驟 a、裝料，將冷擠壓毛坯裝入料箱并吊上液壓升降臺的輥棒上，料箱隨輥棒由推拉車鏈輪拉到推拉車上，由控制器控制搬出、搬入操作； b、齒輪毛坯進入前真空換氣室，由控制器控制真空泵對真空室抽真空，當真空達到·133. 32Pa時，真空泵停機，自動充入高純度氮氣，當氣壓達到正常大氣壓時停止充氮氣； C、齒輪毛坯料箱搬入退火加熱爐，分別要經(jīng)過預熱區(qū)、升溫區(qū)、保溫區(qū)、快冷區(qū)、等溫區(qū)、緩冷區(qū)，出爐隨轉水冷室過程，在加熱爐內通入高純氮，確保氮氣純度> 99. 99%，并通入適量的甲醇裂解氣，確保爐內正壓力為(I. 003 1.005) XlO5Pa; e、齒輪毛坯料箱被推拉車拉出爐門外時，退火爐爐門隨之關閉，迅速將出爐的齒輪毛坯搬入清洗機水冷室，目的是使齒輪出爐溫度< 200°C，這樣可避免出爐后的氧化； f、齒輪毛坯料箱進入真空清洗機水冷室后，真空清洗機門密閉，由控制器控制單室雙液，堿液、清水，實現(xiàn)先用堿液噴淋3分鐘，然后用清水噴淋5分鐘，再用真空泵真空干燥5分鐘； g、打開真空清洗機門，快速出料，真空清洗機門關閉，等待下一料箱進入，避免了空氣與工件接觸而產(chǎn)生氧化，齒輪毛坯料箱到了推拉車上，由推拉車自動搬入液壓升降臺；上述動作周而復始的循環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明在輥底式預抽真空保護氣氛全電加熱球化退火爐中完成，退火加熱爐，出料推拉車，前室真空換氣室及抽真空系統(tǒng)，電控及溫控系統(tǒng)，液氮儲罐，甲醇低溫裂解機和碳熱顯示系統(tǒng)等組成。該生產(chǎn)線運行程序除了齒輪毛坯裝箱，上料到備料臺(液壓升降臺)吊裝由人工完成外，齒輪毛坯的退火前抽真空充氮氣，退火預熱，升溫加熱，保溫，快冷，等溫，緩冷和快速冷卻全部按工藝程序，可由編程序邏輯控制器(PLC)來控制自動完成。本發(fā)明降低生產(chǎn)成本、提高效率，確保產(chǎn)品在退火爐中無氧化、無脫碳，使產(chǎn)品質量優(yōu)良穩(wěn)定的冷擠壓齒輪坯球化退火工藝。
文檔編號C21D9/32GK102925637SQ20121039983
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月19日 優(yōu)先權日2012年10月19日
發(fā)明者徐尚寶 申請人:霍山匯能汽車零部件制造有限公司