一種汽車差速器用驅動齒輪的快速滲碳熱處理工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種汽車差速器用驅動齒輪的快速滲碳熱處理工藝。
【背景技術】
[0002]汽車差速器能夠使左、右(或前、后)驅動輪實現以不同轉速轉動的機構。主要由左右半軸齒輪、兩個行星齒輪及齒輪架組成。功用是當汽車轉彎行駛或在不平路面上行駛時，使左右車輪以不同轉速滾動，即保證兩側驅動車輪作純滾動運動。差速器是為了調整左右輪的轉速差而裝置的。在四輪驅動時，為了驅動四個車輪，必須將所有的車輪連接起來，如果將四個車輪機械連接在一起，汽車在曲線行駛的時候就不能以相同的速度旋轉，為了能讓汽車曲線行駛旋轉速度基本一致性，這時需要加入中間差速器用以調整前后輪的轉速差。
[0003]目前汽車差速器用驅動齒輪的熱處理工藝為滲碳淬火，而滲碳周期的長短，對驅動齒輪表面質量及硬度有深遠影響，在現有滲碳淬火熱處理工藝中，縮短滲碳周期的方法主要是提高滲碳溫度和使用化學催滲劑，高溫滲碳容易使驅動齒輪畸變量增大，晶粒也容易長大，對設備和材料的要求也更為嚴格，使齒輪畸變更加難以控制。采用催滲劑會使生產成本提尚，對設備也有一定的要求。
[0004]對此，目前國內存在如下專利文獻:
專利公開號:CN 103643240A，公開了一種齒輪的快速滲碳處理工藝，包括如下步驟:四次強滲；四次擴散；零件隨爐降溫至855?860°C，并保持45?50min，降溫過程中維持爐內碳勢為0.82?0.85% CP ;將零件在855?860°C進行油淬，淬火油溫度為90?100°C ；清洗去除零部件表面油漬，清洗液溫度控制在65?70°C ;將零件在210?220°C進行低溫回火，時間200?230min ;取出零部件，出爐空冷。該專利公開的熱處理工藝在滲碳過程中，分別采用了四次強滲和四次擴散，耗時時間過長，最低也要760min，隨之加熱時間也長，能耗過高，生產效率過低，嚴重影響工業化大生產產量。

【發明內容】

[0005]為解決上述存在的問題，本發明的目的在于提供一種汽車差速器用驅動齒輪的快速滲碳熱處理工藝，所述處理工藝滲碳周期明顯縮短，提高生產效率，增加產量，具有節能效果，滲碳成本明顯降低，經濟效益顯著提高。
[0006]為達到上述目的，本發明的技術方案是:
一種汽車差速器用驅動齒輪的快速滲碳熱處理工藝，包括如下步驟:
I)升溫
取滲碳爐，爐蓋表面設若干可控制閉合度的排氣孔，將爐溫升至750~800°C，向爐內滴加甲醇，滴加速度為180~200滴/min，繼續升溫至830~840°C，開始滴加煤油，煤油滴加速度為240~260滴/min，待爐溫升至920~930°C，將所述驅動齒輪放入滲碳爐內，甲醇滴加速度調整至90~100滴/min，煤油滴加速度不變，保溫2~3h ; 2)強滲
調節滲碳爐爐蓋表面排氣孔的閉合度，排出滲碳爐內氣體，提高滲碳爐爐內壓力至
1.0-3.0KPa，爐內溫度升至930~950°C，保溫60~150min，甲醇滴加速度90~100滴/min，煤油滴加速度調至160~180滴/min，對所述驅動齒輪進行滲碳的強滲；
3)擴散
維持滲碳爐爐溫在930~950°C，保溫50~80min，保持爐內壓力在1.0-3.0KPa,對所述驅動齒輪進行擴散處理，擴散過程中，甲醇滴加速度60~80滴/min，煤油滴加速度調至130-150 滴 /min ；
4)淬火
將滲碳處理后的驅動齒輪隨滲碳爐降溫至850~860°C，取出驅動齒輪，并在850~860°C下，在110~120°C的淬火油中淬火，淬火過程中先快速攪拌油5~8min，攪拌速度30~40Hz，再慢速攪拌8~10min，攪拌速度20~30Hz ；
5)清洗
淬火處理后的倒擋從齒放入清洗液清洗，去除表面油漬，清洗液溫度60~80°C ;
6)回火
清洗后的倒擋從齒送入回火爐內進行低溫回火處理，回火溫度150~200°C，保溫1~2小時，回火后空冷至室溫，完成所述驅動齒輪的快速滲碳熱處理工藝。
[0007]進一步，所述驅動齒輪用鋼為20CrMnTi滲碳鋼，含碳量為0.17-0.24wt%。
[0008]另，所述滲碳爐為RJJ-75-9T井式氣體滲碳爐。
[0009]另有，步驟I)中在爐溫達到后的保溫時間確定方法如下:在爐溫達到920~930°C的30~60min后，用玻璃片在滲碳爐廢棄排放口觀察玻璃片上是否有水蒸汽，如果有，則繼續保持甲醇和煤油的滴量，每隔30min重復同樣動作，直至玻璃片上沒有水蒸汽保溫結束，進入強滲步驟。
[0010]再，步驟2)中強滲階段碳勢CP為1.5±0.03C%。
[0011]再有，步驟2)中滲碳爐內壓力為2.2~2.5KPa。
[0012]且，步驟3)中擴散階段碳勢CP為0.80±0.03C%。根據權利要求1所述的一種汽車差速器用驅動齒輪的快速滲碳熱處理工藝，其特征在于，步驟3)中滲碳爐內壓力保持在
2.2?2.5KPa0
[0013]另，所述驅動齒輪的滲層深度為0.8-1.2mm。
[0014]再，熱處理后的驅動齒輪表面硬度為75~80HRC。
[0015]本發明的有益效果在于:
(I)通過提高滲碳爐內壓力滲碳周期最高為410min，較現有滲碳周期至少縮短1/3。提高滲碳爐內壓力，提高驅動齒輪表面活性碳原子的量，提高吸附速度，增大驅動齒輪表面的吸附量，提高驅動齒輪表面的碳濃度，同時也增大驅動齒輪表面的碳原子向內部擴散速度，從而縮短滲碳周期，提高生產效率，增加了產量，具有節能效果，滲碳成本降低約1/3，帶來了可觀的經濟效益。
[0016](2)在升溫階段，采用甲醇-煤油組合的滲碳劑，根據溫度的不同，靈活調整甲醇和煤油各自的滴加量及滴加溫度，甲醇即是保護氣，又是載體劑，而煤油是富化劑，可有效提升滲碳效率。
[0017](3)在強滲和擴散階段，分別控制滲碳的碳勢CP，明顯提升滲碳效率。
[0018](4)熱處理后的驅動齒輪表面硬度高達75~80HRC，與現有驅動齒輪相比提升20-30%ο
【具體實施方式】
[0019]以下實施例用于說明本發明，但不能用來限制本發明的范圍。實施例中采用的實施條件可以根據廠家的條件作進一步調整，未說明的實施條件通常為常規實驗條件。
[0020]本發明所提供的一種汽車差速器用驅動齒輪的快速滲碳熱處理工藝，包括如下步驟:
1)升溫
取滲碳爐，爐蓋表面設若干可控制閉合度的排氣孔，將爐溫升至750~800°C，向爐內滴加甲醇，滴加速度為180~200滴/min，繼續升溫至830~840°C，開始滴加煤油，煤油滴加速度為240~260滴/min，待爐溫升至920~930°C