20Cr2Ni4A钢齿轮的热处理

1、严收稿日期:2000-01-10;修订日期2000-04-20作者简介:刘玉荣(1972-,女，黑龙江佳木斯人，助工，1993年毕业于阜新矿业 学院热加工专业，现从事热处理工作。基金项目：“八五”国家重点科技攻关项目 (85-201-01-0420C12N14A钢齿轮的热处理刘玉荣1,李佐民1,任中华1,郭秋艳2(11佳木斯煤矿机械厂,黑龙江佳木斯154002;21沈阳煤矿建设机械厂，辽宁 沈阳110121摘 要:研究了 20C12N14A钢齿轮的热处理过程及其变形规律，并对齿轮使用 后的磨损情况进行了检测。关键词：20Cr2Ni4A;齿轮；热处理；变形量中图分类号:TG162173文献标识码

2、:B文章编号:1008-8725(200003-0006-020 前言E B J-160型重型掘进机重要机构上使用的齿轮，设计材料均为20C12N14A。该材料属高淬透性渗碳钢，其工艺复杂,热处 理难度大，且在佳木斯煤机厂首次应用，可供参考的资料很少。对此，进行了小 批量试制，对这种材料齿轮进行了热处理工艺试验，找出该种材料齿轮的合理热处 理工艺及其热处理变形规律。渗碳温度选定930C ,渗碳7h后炉冷,860C出炉空冷。渗层深112mm,碳 化物级别符合要求。此时，表层组织为马氏体和大量残余奥氏体。对这种组织不 能直接重新加热淬火，否则容易恢复渗碳时所形成的较粗大的奥氏体晶粒，即生成 二次织

3、构。因此在淬火加热之前，需先进行一次高温回火，使马氏体和残余奥氏 体分解为回火索氏体，降低基体中碳、辂的含量。这样重新加热淬火时，由于奥 氏体中熔入的碳和辂等元素的含量减少，淬火后不仅残余奥氏体量减少，马氏体也 较细小。但渗碳后实测齿轮硬度即达HRC 40,所以渗碳后增加了一道正火工序， 然后再进行高温回火（650C、6h o此时原定工艺路线为车去内孔渗碳层,然后淬火，再拉内花键。但该钢Ac 3 为780C ,在810C淬火后。即使车去渗碳层,内孔仍可以淬硬。试制一件，拉 内花键时，果然由于硬度过高拉不动。鉴于这种情况，改变工艺路线为插单、双键和拉内花键在淬火之前进行。由于20C12N14A的

4、临界点Ac 1与Ac 3之间的温度范围较窄，有利于一次淬 火，这样既可保证心部实现完全淬火，又可使渗碳层淬火温度不致过高。淬火后 低温回火，表面硬度平均HRC60左右,心部硬度HRC 42。，确定了钢齿轮的热1图1为确保内孔所留加工余量准确合理，对部分齿轮渗碳前后及淬回火后的关键尺寸进行了跟踪记录，测量情况见表lo表1热处理变形测量名称项目外径内径公法线键深H0101-4渗碳前21812571174691681210382110 斜齿轮 渗碳后21811671163691701210482110(11 淬回火后 21813572116918231211082153H010401-5渗碳前191

5、1408413069197行星轮渗碳后1911408412470100 淬回火后1911508416570107从上述情况看，外径、公法线、键宽的尺寸经热处理后变化不大，而内孔及 键深尺寸变化较大，经淬(下转第15页第19卷第3期2000年6月煤炭 技 术 C oal T eclmologyVol 119,No 13June., 2000”总=953x2500=15106xl07(sN总=73600x8x22x12=1918(y(2滚轮轴P=9919%,S l=140MPa,N 1=7、104其疲劳的安全寿命计算如下：N 总=4201752x10-3=31456x106(次 N 总=1182x

6、107(sN 总=21395(y4结论根据测试结果分析，测试数据的线性和重复性均好。为此，实验数据是可靠的。经过主要构件的疲劳安全寿命估算，可看出整个清淤机的结构设计是合理的，保证了主要构件的强度要求，主要构件的D3ND1JT3(TQ、DN.1z(D5N )Dra丿 7、on使用寿命超过设计要求。因此,S LQ -40型两栖清淤机能满足设计要求o图1测点位置及布片图图2o-sce Analysis on electric stress of SL Q -40(11 Jixi ,Clinia ; Factoiy ,Jixi158100,ChinaAbstract: w ork ,the stre

7、ss strength and w oik life of mam pans aie introduced. K ev w oids :; mud cleaning maclmie ; strain (上接第 6 页火后内孔及键深的尺寸都增大了，这是热应力和组织应力综合作用的结果。上述跟踪测量的结果，可作为机加时内孔预留余量 的参考，避免了加工时预留量的不准确。表2齿轮使用500h后磨损情况名称模数齿数跨测齿数公法线长/nun磨损50011后公法线长H0104-2中心轮 820361194-01131-0116961172H010402-6 行星轮8193611938-01192-012296

8、1170H0103-2斜齿轮（I 5294531863-01115-0114853170H0101-4 斜齿轮（II 5415691534-01115-01148691412试验结果E B J-160掘进机样机经过井下工业性试验，部分齿轮使用50011后磨损情况测量见表2。从表2可看出使用50011后，部分齿轮公法线长甚至还未超过其公差范围。各部分使 用的齿轮是经受得住考验的。同时，减速器台架试验结果也令人满意2。3结论通过齿轮试样的试制，确定了 20C12N14A钢齿轮的热处理工艺及工序安 排。实践证明，对20C12N14A这种材料的齿轮所采取的热处理工艺及工序安排 是合理的。参考资料：1金

9、属材料学M1西安:陕西教育出版社,198912金属热加工原理 M1西安：陕西教育出版社,19911H eat treatment of 20C1 2Ni 4A steel gearLI U Y u -long 1, LI Zuo -nun 1, RE N Zhong -liua 1, G UO Qiu -van 2(llJiamusi C oal M me Macluneiy Factory Jiamusi 154002,China ; 21 Shenyang C oal M me C onsti-uction Macluneiy Factoiy,Shenyang 110121,ChinaAbstract:The heat treatment process and form -changed rule of 20C12N14A s