20MnCrS5齿轮钢棒材球化退火工艺

随着中国汽车工业的飞速发展,汽车的升级换代速度加快,对作为汽车动力传动的主要部件—齿轮的加工精度和性能要求也越来越高;一些先进的齿轮零部件加工企业为了同时提高齿轮的加工效率及材料的利用率,开始越来越多地采用冷精锻方式加工齿轮,这就要求冷精锻齿轮的原材料必须具有良好的冷加工性能。而经过球化退火的材料一般均具有良好的冷加工性能。

2OMnCrS5齿轮钢棒材球化退火状态交付的技术条件主要有化学成分、球化率、硬度﹑组织等,化学成分如表1所示,球化退火状态的性能指标如表2所示。

硬度检测值如表3所示,可以看出765℃工艺的9点硬度及其平均值、通条硬度差均低,而700 ℃工艺的9点硬度及其平均值、通条硬度差均最高，72o ℃工艺相应数值处于中间。

两种工艺的硬度检测值如表4所示,可以看出720 ℃球化退火温度下,保温20 h工艺的9点硬度及其平均值、通条硬度差与保温15 h工艺的相应数值相差很小。最大只有5HBW,说明保温时间在15 h以上时,对硬度的影响已经变小。

根据实验室试验结果,结合连续热处理炉设备运行特点,设定连续热处理炉的球化退火工艺如表5所示。

按照此工艺在连续热处理炉中对20MnCrS5圆钢进行球化退火试生产。球化退火后﹐在一支圆钢的头、中、尾取1 # ,2#,3#试样检测硬度和组织;硬度检测位置不变(如图6 所示),硬度检测值如表6所示

( 1) 20MnCrS5钢实验室球化热处理的加热温度控制在A。以下10～20 ℃,保温时间15 h以上，可以满足球化率≥85%、硬度≤166HBW、硬度差≤30HBW的要求。(2)工业化连续热处理炉的球化退火效果略低于实验室小热处理炉,在设计工业化连续热处理炉工艺时要适当地考虑延长加热时间到20 h左右,此时球化效果、硬度和通条硬度差大约相当于实验室保温时间15 h。