本發明涉及一種汽車變速箱齒輪的滲碳淬火方法，屬于熱處理
技術領域：
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背景技術：
：汽車變速箱齒輪是汽車傳動系統中技術要求最高的零部件之一，齒輪在運轉過程中，相互嚙合的齒面之間既有滾動又有滑動，同時齒輪還受脈沖應力和交變彎曲應力的作用，因此要求齒輪需經過熱處理以具有良好的硬度、耐磨性、抗疲勞性能，高尺寸精度，運轉中的低噪音性能。目前，汽車變速箱齒輪表面強化最主要的熱處理方法為滲碳淬火。現有的變速箱齒輪滲碳方法為兩段式滲碳，如圖2所示，即為恒溫降碳勢方法，將齒輪放置在滲碳爐內溫度升高930±5℃，進行強滲10-12h，在同溫度下進行滲碳擴散10-12h，在強滲時碳勢CP控制在1.20±0.05C％，而擴散時的碳勢CP為0.85±0.05C％，隨后隨爐降至840±10℃保溫1-2h后進行油淬火，再將齒輪放在回火爐中加熱至160-220℃進行低溫回火，保溫時間為2-3h；然后出爐空冷至室溫。該滲碳淬火方法由于強滲碳勢高，爐內易沉積大量碳黑，在滲碳溫度下會導致爐內碳勢波動，對碳勢控制造成很大困難。同時，該方法強滲時間長，且處在同一溫度，由于鋼中的Cr、Mo、Ti、W等碳化物形成元素會與碳形成穩定的合金碳化物，吸碳能力強，使滲碳層碳濃度升高，不利于碳元素的擴散，滲碳層濃度梯度變陡，易出現大塊狀、網狀碳化物，破壞了基體組織的連續性，嚴重影響了滲碳層質量，使齒輪在后續磨削加工過程中易產生磨削裂紋，并使齒輪在周期性接觸應力作用下易于疲勞，形成麻點和表層剝落。為了解決上述技術問題，有必要新開發一種汽車變速箱齒輪的滲碳淬火熱處理熱處理方法。技術實現要素：本發明所要解決的技術問題是提供一種能消除有害碳化物，獲得彌散分布的細粒狀碳化物，優化金相組織，提高齒輪表面硬度和耐磨性的汽車變速箱齒輪的滲碳淬火方法。本發明為達到上述的目的的技術方案是：一種汽車變速箱齒輪的滲碳淬火方法，其特征在于：包括如下步驟，⑴、加熱步驟，將齒輪置于滲碳爐內加熱至930±5℃；⑵、第一滲碳步驟，齒輪隨爐維持在930±5℃，并向滲碳爐內通入滲碳劑滲碳，控制碳勢CP在1.15±0.05C％，保溫5-6h；⑶、第二滲碳步驟，降低爐溫，齒輪隨爐降至920±5℃，向滲碳爐內通入滲碳劑滲碳，碳勢CP降至1.05±0.05C％，保溫5-6h；⑷、第三滲碳步驟，繼續降低爐溫，齒輪隨爐降至910±5℃，向滲碳爐內通入滲碳劑滲碳，繼續將碳勢CP降至0.95±0.05C％，保溫5-6h；⑸、第四滲碳步驟，再繼續降低爐溫，齒輪隨爐降至900±5℃，向滲碳爐內通入滲碳劑滲碳，繼續降低碳勢CP至0.85±0.05C％，保溫5-6h；⑹、降溫步驟，齒輪隨爐降溫至830±10℃，保溫時間為1-2h；⑺、淬火步驟，將齒輪在830±10℃進行油淬，淬火油溫度為65-95℃；⑻、低溫回火步驟，將齒輪放在回火爐中加熱至170-220℃進行低溫回火，保溫時間為2-3h,然后出爐空冷至室溫。本發明的汽車變速箱齒輪的滲碳淬火方法采用加熱、四次滲碳步驟后，經降溫、淬火和低溫回火步驟，通過了多段式降溫降碳勢法，相比于傳統的恒溫變碳勢滲碳方法，本發明滲碳碳勢和滲碳溫度均隨著滲碳階段的推移而降低，通過降低滲碳溫度和滲碳碳勢，使前一階段滲碳的富碳區的碳逐漸向深層推移，從而有效的平緩了滲碳層的碳濃度梯度，有效降低了齒輪表面滲碳層易的大塊狀、網狀碳化物，獲得彌散分布的細粒狀碳化物，改善齒輪表面的金相組織，提高齒輪的齒面硬度和耐磨性，而提高齒輪的使用壽命。附圖說明下面結合附圖對本發明的實施例作進一步的詳細描述。圖1為本發明汽車變速箱齒輪的滲碳淬火方法的示意圖。圖2為現有技術汽車變速箱齒輪的滲碳淬火方法的示意圖。具體實施方式見圖1所示，本發明汽車變速箱齒輪的滲碳淬火方法，包括如下步驟，⑴、加熱步驟，將齒輪置于滲碳爐內加熱至930±5℃,以進行后部的多段式降溫降碳勢。⑵、第一滲碳步驟，齒輪隨爐維持在930±5℃，并向滲碳爐內通入滲碳劑滲碳，控制碳勢CP在1.15±0.05C％，保溫5-6h,碳勢CP通過調節滲碳劑流量來控制。⑶、第二滲碳步驟，降低爐溫，齒輪隨爐降至920±5℃，向滲碳爐內通入滲碳劑滲碳，碳勢CP降至1.05±0.05C％，保溫5-6h，同樣碳勢CP通過調節滲碳劑流量來控制。⑷、第三滲碳步驟，繼續降低爐溫，齒輪隨爐降至910±5℃，向滲碳爐內通入滲碳劑滲碳，繼續將碳勢CP降至0.95±0.05C％，保溫5-6，碳勢CP通過調節滲碳劑流量來控制。⑸、第四滲碳步驟，再繼續降低爐溫，齒輪隨爐降至900±5℃，向滲碳爐內通入滲碳劑滲碳，繼續降低碳勢CP至0.85±0.05C％，保溫5-6h，碳勢CP通過調節滲碳劑流量來控制。本發明通過四段滲碳碳勢及滲碳溫度均隨著滲碳階段的推移而逐步降低，使前一階段滲碳的富碳區的碳逐漸向深層推移，從而有效的平緩了滲碳層的碳濃度梯度，有效降低了齒輪表面滲碳層易的大塊狀、網狀碳化物，獲得細粒狀碳化物，改善齒輪表面的金相組織。⑹、降溫步驟，齒輪隨爐降溫至830±10℃，保溫時間為1-2h，以達到淬火溫度。⑺、淬火步驟，將齒輪在830±10℃進行油淬，淬火油溫度為65-95℃，淬火加熱奧氏體進一步均勻化，能夠明顯細化淬火組織，改善齒輪表面的金相組織。⑻、低溫回火步驟，將齒輪放在回火爐中加熱至170-220℃進行低溫回火，保溫時間為2-3h,然后出爐空冷至室溫，保持淬火工件的高硬度和耐磨性，降低淬火殘留應力和脆性。本發明在淬火步驟和低溫回火步驟之間還包括清洗步驟，清洗去除零部件表面油漬，清洗液溫度控制在50-60℃，而清洗液采用常規的清洗液，例如煤油等。第一滲碳步驟、第二滲碳步驟以及第三滲碳步驟和第四滲碳步驟中采用的滲碳劑為甲醇、乙烷、丙烷、乙醇、丙醇、醋酸乙酯的任意一種或多種，在多種混合時，比例不限。本發明汽車變速箱齒輪采用鋼材質為20CrMnTi，用本發明滲碳淬火方法對20CrMnTi制得的齒輪進行滲碳淬火處理，具體滲碳淬火實施例見表1所示。表1采用本發明的滲碳淬火方法制得的樣件按TB/T2254-1991標準進行檢測，具體檢測數據見表2所示。表2項目實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5實施例6碳化物級別1級1級1級1級1級1級馬氏體級別2級1級2級1級2級2級硬度58HRC59.5HRC58.5HRC59HRC58HRC59HRC從表2中可以看出，碳元素擴散平緩，能獲得彌散分布的細粒狀碳化物，改善齒輪表面的金相組織，提高了齒面硬度和耐磨性。當前第1頁1 2 3