一种齿轮精锻模具的热处理工艺制造技术

本发明专利技术公开一种齿轮精锻模具的热处理工艺，所述齿轮精锻模具呈矩形板状结构，该齿轮精锻模具的表面中间开设有齿轮孔，所述热处理工艺包括如下步骤：S1.模具预处理、S2.稳定化处理、S3.模具切槽、S4.分段加热、S5.深冷处理；在模具预处理后对其进行稳定化处理，即通过去应力退火先消除部分应力，高温加热时，对齿轮精锻模具进行分段加热，处在加热段以外的区域的温度相对较低，能够对被加热段区域产生的形变产生阻碍作用，进一步减小齿轮精锻模具的在热处理过程中产生的形变量，并结合之前在齿轮孔的周向上开设的多个弧形切槽，通过切通引流，进一步分散并释放应力，从而大大减小了高温热处理过程中模具产生的形变量，提高了模具精度。

【技术实现步骤摘要】
一种齿轮精锻模具的热处理工艺
本专利技术涉及模具热处理领域，具体涉及一种齿轮精锻模具的热处理工艺。
技术介绍
齿轮精锻模具具有生产效率高、节省原材料、降低生产成本、产品性能好和精度高等特点，在齿轮加工领域中得到广泛应用。齿轮精锻模具在机械加工后需要进行热处理，热处理是提高齿轮精锻模具使用寿命的重要环节。调查表明:因热处理工艺或操作不当而导致模具断裂失效占失效总数的60%左右。因此，在齿轮精锻模具生产中，需要进行正确的热处理工艺操作。目前较为通用的模具热处理工艺主要步骤是：机械粗加工-球化退火-淬火-回火，上述处理工艺存在如下缺点：由于热处理过程中马氏体相变具有表面浮凸效应，高温热处理过程中会产生形变，影响模具精度；处理后的齿轮精锻模具内仍残留不少奥氏体，模具使用过程中在磨削热的作用下，会发生回火转变，从而产生组织应力，导致其容易开裂。为此，如何解决上述现有技术存在的不足，是本专利技术研究的课题。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术公开了一种齿轮精锻模具的热处理工艺。为了达到以上目的，本专利技术提供如下技术方案：一种齿轮精锻模具的热处理工艺，所述齿轮精锻模具呈矩形板状结构，该齿轮精锻模具的表面中间开设有齿轮孔，所述热处理工艺包括如下步骤：S1.模具预处理：采用高速钢加工制作齿轮精锻模具，清洁制作完成后的齿轮精锻模具，并将其放置于干燥箱内进行干燥处理，之后取出干燥后的齿轮精锻模具，在齿轮精锻模具的各个表面涂覆一层耐高温抗氧化涂料；S2.稳定化处理：将齿轮精锻模具放置于加热炉内，调整加热温度至630℃~645℃，保温2~3h后空冷；S3.模具切槽：在齿轮精锻模具的表面开设多个弧形切槽，多个所述弧形切槽沿所述齿轮孔的周向均匀等距排列；S4.分段加热：将齿轮精锻模具放置于空气炉内，控制加热温度在400℃~650℃，对齿轮精锻模具进行预热，采用电磁感应加热器加热齿轮精锻模具，并将齿轮精锻模具沿其长度方向划分多个长度相同的加热段，所述加热段的宽度与所述电磁感应加热器的加热环的宽度相同，加热过程中将加热环套设于加热段上，并逐步对齿轮精锻模具的每个加热段进行加热，电磁感应加热器的加热环温度控制在1010℃~1025℃，每个加热段的加热时间保持在3~4h，冷却后将齿轮精锻模具放入空气炉内在200℃~250℃条件下回火1~2h；S5.深冷处理：将经步骤S4处理完后的齿轮精锻模具取出，放入低温冷却箱中通入液态氟，使其在-100℃~-120℃条件下冷处理2~3h，处理完毕后使齿轮精锻模具升至常温，并再次将齿轮精锻模具放入空气炉内于200℃~250℃条件下回火1~2h。作为本专利技术的一种改进，在进行所述深冷处理步骤前，在齿轮精锻模具表面涂覆供硼剂，之后将其置入加热炉内，在850℃～950℃条件下保温2～5h。作为本专利技术的一种改进，所述供硼剂由非晶态硼粉、催渗剂及二氧化硅填料组成。作为本专利技术的一种改进，所述模具预处理过程中齿轮精锻模具留有0.5~1mm的加工余量，在进行分段加热处理后，最后精加工齿轮精锻模具。作为本专利技术的一种改进，所述深冷处理步骤中齿轮精锻模具在回火前，先放置于-20℃～-30℃的防冻液中缓慢升温。作为本专利技术的一种改进，所述耐高温抗氧化涂料为无机耐热聚釉陶瓷防氧化漆。相对与现有技术，本专利技术具有如下优点：本专利技术在模具预处理后对其进行稳定化处理，即通过去应力退火先消除部分应力，高温加热时，再对齿轮精锻模具进行分段加热，处在加热段以外的区域的温度相对较低，能够对被加热段区域产生的形变产生阻碍作用，进一步减小齿轮精锻模具的在热处理过程中产生的形变量，并结合之前在齿轮孔的周向上开设的多个弧形切槽，通过弧形切槽切通引流，进一步分散并释放应力，从而大大减小了高温热处理过程中模具产生的形变量，提高了模具精度；模具分段加热后进行深冷处理，深冷过程中齿轮精锻模具内残留马氏体在低温环境下受到收缩应力，增强了碳原子析出驱动力，在马氏体基体上析出超细碳化物，提高了其耐磨性，最大程度的消除了残留马氏体，避免模具在使用过程中在磨削热的作用下，发生回火转变，产生开裂现象。附图说明图1为齿轮精锻模具结构示意图。附图标记列表：100-齿轮精锻模具；101-齿轮孔；102-弧形切槽。具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。实施例1：一种齿轮精锻模具的热处理工艺，所述齿轮精锻模具呈矩形板状结构，该齿轮精锻模具的表面中间开设有齿轮孔101，所述热处理工艺包括如下步骤：S1.模具预处理：采用高速钢加工制作齿轮精锻模具100，清洁制作完成后的齿轮精锻模具100，并将其放置于干燥箱内进行干燥处理，之后取出干燥后的齿轮精锻模具100，在齿轮精锻模具100的各个表面涂覆一层耐高温抗氧化涂料；耐高温抗氧化涂料采用无机耐热聚釉陶瓷防氧化漆，金属材料高温热处理时，会被剧烈活跃的氧原子侵蚀，形成氧化皮，降低成材率，严重的可影响钢铁性能，抗氧化涂料在高温下会形成连续致密的熔融保护层，封闭基体表面，防止氧原子侵蚀被氧化，防脱碳其提高成材率，并减少其他金属元素的流失和损耗；S2.稳定化处理：将齿轮精锻模具100放置于加热炉内，调整加热温度至630℃，保温2h后空冷；齿轮精锻模具100在加工时会产生较大的内应力，一般在粗加工后应进行去应力退火，即本步骤的稳定化处理，旨在消除部分应力；S3.模具切槽：在齿轮精锻模具100的表面开设多个弧形切槽102，多个所述弧形切槽102沿所述齿轮孔101的周向均匀等距排列；齿轮精锻模具100在进行高温热处理过程中，会产生形变，挤压齿轮孔101，影响其精度，通过在齿轮孔101的周向上开设多个弧形切槽102，可起到切通引流，分散并释放应力的作用；S4.分段加热：将齿轮精锻模具100放置于空气炉内，控制加热温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种齿轮精锻模具的热处理工艺，所述齿轮精锻模具呈矩形板状结构，该齿轮精锻模具的表面中间开设有齿轮孔，其特征在于：所述热处理工艺包括如下步骤：/nS1.模具预处理：采用高速钢加工制作齿轮精锻模具，清洁制作完成后的齿轮精锻模具，并将其放置于干燥箱内进行干燥处理，之后取出干燥后的齿轮精锻模具，在齿轮精锻模具的各个表面涂覆一层耐高温抗氧化涂料；/nS2.稳定化处理：将齿轮精锻模具放置于加热炉内，调整加热温度至630℃~645℃，保温2~3h后空冷；/nS3.模具切槽：在齿轮精锻模具的表面开设多个弧形切槽，多个所述弧形切槽沿所述齿轮孔的周向均匀等距排列；/nS4.分段加热：将齿轮精锻模具放置于空气炉内，控制加热温度在400℃~650℃，对齿轮精锻模具进行预热，采用电磁感应加热器加热齿轮精锻模具，并将齿轮精锻模具沿其长度方向划分多个长度相同的加热段，所述加热段的宽度与所述电磁感应加热器的加热环的宽度相同，加热过程中将加热环套设于加热段上，并逐步对齿轮精锻模具的每个加热段进行加热，电磁感应加热器的加热环温度控制在1010℃~1025℃，每个加热段的加热时间保持在3~4h，冷却后将齿轮精锻模具放入空气炉内在200℃~250℃条件下回火1~2h；/nS5.深冷处理：将经步骤S4处理完后的齿轮精锻模具取出，放入低温冷却箱中通入液态氟，使其在-100℃~-120℃条件下冷处理2~3h，处理完毕后使齿轮精锻模具升至常温，并再次将齿轮精锻模具放入空气炉内于200℃~250℃条件下回火1~2h。/n...

【技术特征摘要】
1.一种齿轮精锻模具的热处理工艺，所述齿轮精锻模具呈矩形板状结构，该齿轮精锻模具的表面中间开设有齿轮孔，其特征在于：所述热处理工艺包括如下步骤：
S1.模具预处理：采用高速钢加工制作齿轮精锻模具，清洁制作完成后的齿轮精锻模具，并将其放置于干燥箱内进行干燥处理，之后取出干燥后的齿轮精锻模具，在齿轮精锻模具的各个表面涂覆一层耐高温抗氧化涂料；
S2.稳定化处理：将齿轮精锻模具放置于加热炉内，调整加热温度至630℃~645℃，保温2~3h后空冷；
S3.模具切槽：在齿轮精锻模具的表面开设多个弧形切槽，多个所述弧形切槽沿所述齿轮孔的周向均匀等距排列；
S4.分段加热：将齿轮精锻模具放置于空气炉内，控制加热温度在400℃~650℃，对齿轮精锻模具进行预热，采用电磁感应加热器加热齿轮精锻模具，并将齿轮精锻模具沿其长度方向划分多个长度相同的加热段，所述加热段的宽度与所述电磁感应加热器的加热环的宽度相同，加热过程中将加热环套设于加热段上，并逐步对齿轮精锻模具的每个加热段进行加热，电磁感应加热器的加热环温度控制在1010℃~1025℃，每个加热段的加热时间保持在3~4h，冷却后将齿轮精锻模具放入空气炉内在200℃~250℃条件下回火1~2h；
S5.深冷处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈爱军，李桂法，
申请(专利权)人：盐城伟一汽车配件有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32