Способ термической обработки зубчатых колес Советский патент 1977 года по МПК C21D1/78 C23F17/00 C21D9/32 

1

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при необходимости повышения степени точности зубчатых колес при их изготовлении, а также с целью снижения себестоимости термообработки.

После термообработки твердость поверхности зубчатых колес, несупщх значительные нагрузки, должна быть достаточно высокой, например 56 ПКс и выше, глубина упрочненного слоя должна обеспечивать достаточную контактную выносливость зубьев, а сердцевина зуба должна иметь достаточную прочность и вязкость.

Известен классический способ термообработки зубчатых колес, включаюший цементацию или нитроцементацию с применением легированной стали с относительно низким (0,02-0,03) содержанием углерода. Термообработка таких зубчатых колес производится с температуры цементации или с повторного печного или высокочастотного нагрева под сквозную закалку зуба 1.

Недостатки этого способа -применение дорогостоящих марок сталей, как правило, содержащих никель, а также большая продолжительность процесса, определяемая значительной глубиной цементации. Так, например, при цементации бортовой шестерни модуля 6,5 на глубину 1,2-1,9 мм процесс длится 18-20 ч.

Известен также способ термообработки зубчатых колес, при котором производят иитроцементацию на глубину 0,3 мм с иоследуюндей объемной закалкой изделия в масле и поверхиостной закалкой зубьев с глубинным нагревом ТВЧ 2. В этом случае используется сталь пониженной прокаливаемости. Использование любых дрзтих сталей, в том числе и низколегированных с средним содерл анием углерода, неприемлемо, поскольку з бчатые колеса, изготовленные из таких сталей, после сквозиого прогрева имеют высокую твердость (больше 45 PiRc) как на полотне, так и на ободе зубчатого колеса. Последуюшая закалка ТВЧ ири глубинном нагреве не изменит иоложения, так как в результате глубиииого нагрева и последующей

закалки сердцевина зуба будет также иметь высокую твердость.

С целью ноБЫшения несущей способиости по предлагаемому способу термической обработки зубчатых колес, иреимушественно из

среднеуглеродных низколегированных сталей, включающему химико-термическую обработку, объемную закалку и поверхностную закалку с самоотпуском, перед поверхностной закалкой дополнительно производят отпуск

ДО получения твердости сердцевины 35- 45 HRc, причем нагрев под поверхностную закалку производят с температуры отпуска.

Зубчатые колеса, изготовленные из низколегированной среднеуглеродистой стали по предлагаемой технологии, обладают требуемым комплексом механических свойств. Несмотря па небольшую глубину цементованного слоя, такие зубчатые колеса по своей износоустойчивости и выносливости не отличаются от шестерен, прошедших цементацию по классическому способу.

Пример. По предлагаемому способу производят термообработку партий зубчатых колес модуля 6,5, изготовленных из безникелевой стали 50ХГТР, и зубчатых колес модуля 4,3, изготовленных из стали 45Х. Время цементации 4 Ч для зубчатых колес модуля 6,5 мм п 2,5 ч для зубчатых колес модуля 4,3 мм. Температура цементации 920°С. Объемную закалку проводят при 850°С с повторного пагрева.

После термообработки по предлагаемому способу зубчатые колеса имеют следуюшпе свойства.

Твердость поверхностного слоя 62-64 HRc.

Глубина цементованного слоя для шестерни модуля 6,5 мм 0,5 мм, для шестерни модуля 4,3 мм 0,25 мм.

Глубина закаленного слоя ТВЧ, замеренная по линии делительной окружности, для шестерни модуля 6,5 мм 3,2 мм, для шестерни модуля 4,3 мм 2 мм.

Глубина закалеппого слоя, замеренная от вершины зуба, для шестерни модуля 6,5 мм 8 мм, для шестерни модуля 4,3 мм 4,6 мм.

Глубина закаленного слоя .по впадипе па niecTcpne модуля 6,5 мм 1,8 мм, для шестерни модуля 4,3 мм 0,9 мм.

Тве)дость се1)дцевпны шестерни модуля 6,5 мм 42 HRc, шестерни модуля 4,3 мм 38 HRc.

Формула изобретения

1.Способ термпческой обработки зубчатых колес, преимушественно из среднеуглеродистых низколегированных сталей, включаюш,ий химико-термическую обработку, объемную закалку и поверхностную закалку с самоотпуском, отличаюшпйся тем, что, с целью повышения песуш,ей способности перед поверхностной закалкой дополпительно производят отпуск.

2.Способ по п. 1, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что отпуск производят до получения твердости сердцевины 35-45 HRc.

3.Способ по п. 1, о т л и ч а ю ш. п и с я тем, что нагрев под поверхностную закалку производят с температуры отпуска.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Ассонов А. Д. Технология термической обработки деталей машин. М., «Машиностроение, 1969, с. 140-141, 156.

2.Авторское свидетельство СССР .Y 206616, С 2ID 9/32, 1967.