牙輪鉆頭牙輪熱處理工藝的制作方法
【專利摘要】一種牙輪鉆頭牙輪熱處理工藝，鍛件毛壞機加工后在930℃滲碳處理，使?jié)B層含碳量達到0.9%-1.0%；緩冷后高溫回火，回火溫度為640℃-680℃；空冷后進行機加工，然后將加工好的工件在溫度880℃的情況下正火，其保溫時間根據(jù)工件大小而定；正火后緩冷，然后進行在溫度805℃±5℃的情況下淬火，其淬火時間根據(jù)工件大小而定，淬火后油冷，然后在溫度160℃±5℃工況中低溫回火，低溫回火時間為5小時，低溫回火后進行工件空冷。和現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：該工藝既提高了牙輪軸瓦的耐磨性能，同時改善了牙輪的綜合機械性能，使產(chǎn)品的壽命大大提高。
【專利說明】牙輪鉆頭牙輪熱處理工藝

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及熱處理領域，具體地說是指一種牙輪鉆頭牙輪熱處理工藝。

【背景技術】
[0002] 國內(nèi)目前礦用牙輪鉆頭制造廠家的牙輪（材質(zhì)為15CrNi4Mo)的滲碳后的熱處理 工藝基本上都是一次淬火（805°C ) +低溫回火（160°C )工藝(見圖1 )，雖然這些熱處理工 藝均為常規(guī)且看似成熟的工藝，但問題是，不僅國內(nèi)礦用牙輪鉆頭軸瓦的耐磨度遠遠低于 國外礦用牙輪鉆頭軸瓦的壽命，而且牙輪容易出現(xiàn)折頂、破裂及牙輪上所鑲的合金齒容易 掉齒和斷齒等缺陷，從而極大地影響了鉆頭的使用壽命，同時國內(nèi)不同制造廠家的軸瓦的 耐磨壽命也相差懸殊，更有甚者，同一廠家所制造的鉆頭軸瓦耐磨的壽命及牙輪本體的質(zhì) 量波動范圍相當大，從而影響了鉆頭的壽命。其產(chǎn)生的原因在于高含鎳合金鋼牙輪滲碳后 一次淬火工藝存在風險，沒有完全消除牙輪鉆頭軸瓦及牙輪基體中存在的金相組織組織缺 陷，如較多的殘余奧氏體、網(wǎng)狀碳化物、晶粒粗大等缺陷(見圖3、圖4)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提供一種用于礦用牙輪鉆頭制造廠家的牙輪的滲碳后的熱處理工藝，可以 完全消除牙輪鉆頭軸瓦及牙輪基體中存在的金相組織組織缺陷。
[0004] 一種牙輪鉆頭牙輪熱處理工藝，鍛件毛壞機加工后在930°C滲碳處理，使?jié)B層含 碳量達到0. 9%-1. 0% ;緩冷后高溫回火，回火溫度為640°C -680°c;空冷后進行機加工，然后 將加工好的工件在溫度880°C的情況下正火，其保溫時間根據(jù)工件大小而定；正火后緩冷， 然后進行在溫度805°C ±5°C的情況下淬火，其淬火時間根據(jù)工件大小而定，淬火后油冷， 然后在溫度160°C ±5°C工況中低溫回火，低溫回火時間為5小時，低溫回火后進行工件空 冷。
[0005] 和現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點： (1) 、高合金滲碳鋼滲碳后進行高溫回火，使?jié)B層中的殘余奧氏體和馬氏體進行分解， 滲層中碳和合金元素以碳化物形式充分析出和聚集； (2) 、高溫回火后進行一次正火，細化心部組織，提高心部韌性，均勻組織，為最終熱處 理做好組織準備； (3) 、正火之后進行一次淬火+低溫回火，表層組織為淬火馬氏體+少量殘余奧氏體+ 碳化物，芯部為低碳馬氏體； 總之，該工藝既提高了牙輪軸瓦的耐磨性能，同時改善了牙輪的綜合機械性能，使產(chǎn)品 的壽命大大提高。對其他合金滲碳鋼的熱處理也有一定的參考價值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006] 圖1常規(guī)滲碳后牙輪一次淬火+低溫回火工藝曲線圖； 圖2本發(fā)明滲碳后牙輪特殊熱處理工藝路線圖； 圖3牙輪鉆頭常規(guī)熱處理工藝加工后的金相組織圖一； 圖4牙輪鉆頭常規(guī)熱處理工藝加工后的金相組織圖二； 圖5本發(fā)明牙輪鉆頭特殊熱處理工藝加工后的金相組織圖一； 圖6本發(fā)明牙輪鉆頭特殊熱處理工藝加工后的金相組織圖二。

【具體實施方式】
[0007] 流程如下：鍛件毛壞機加工--滲碳(滲層含碳量0. 9%-1. 0%)--高溫回火(溫度 640°C -680°〇--機械加工--正火(溫度880°C)--一次淬火(溫度805°C ±5°C )-- 低溫回火(溫度160°C ±5°C)。
[0008] 鍛件毛壞機加工后在930°C滲碳處理，使?jié)B層含碳量達到0. 9%-l. 0% ;緩冷后高 溫回火，回火溫度為640°C _680°C ;空冷后進行機加工，然后將加工好的工件在溫度880°C 的情況下正火，其保溫時間根據(jù)工件大小而定；正火后緩冷，然后進行在溫度805°C ±5°C 的情況下淬火，其淬火時間根據(jù)工件大小而定，淬火后油冷，然后在溫度160°C ±5°C工況 中低溫回火，低溫回火時間為5小時，低溫回火后進行工件空冷。
[0009] 通過新熱處理工藝的實施，消除了殘余奧氏體、細化了晶粒，最后獲得的表面硬度 為HRC58-62,芯部硬度為HRC37-43,且獲得非常好的金相組織(見圖5、圖6)。
[0010] 該工藝既提高了牙輪軸瓦的耐磨性能，同時改善了牙輪的綜合機械性能，使產(chǎn)品 的壽命大大提1?。
[0011] 本發(fā)明高合金滲碳鋼滲碳后進行高溫回火，使?jié)B層中的殘余奧氏體和馬氏體進行 分解，滲層中碳和合金元素以碳化物形式充分析出和聚集；高溫回火后進行一次正火，細化 心部組織，提高心部韌性，均勻組織，為最終熱處理做好組織準備；正火之后進行一次淬火 +低溫回火，表層組織為淬火馬氏體+少量殘余奧氏體+碳化物,芯部為低碳馬氏體；總之， 該工藝既提高了牙輪軸瓦的耐磨性能，同時改善了牙輪的綜合機械性能，使產(chǎn)品的壽命大 大提高。對其他合金滲碳鋼的熱處理也有一定的參考價值。
【權利要求】
1. 一種牙輪鉆頭牙輪熱處理工藝，其特征在于：鍛件毛壞機加工后在930°c滲碳處 理，使?jié)B層含碳量達到0. 9%-1. 0% ;緩冷后高溫回火，回火溫度為640°C -680°C;空冷后進行 機加工，然后將加工好的工件在溫度880°C的情況下正火，其保溫時間根據(jù)工件大小而定； 正火后緩冷，然后進行在溫度805°C ±5°C的情況下淬火，其淬火時間根據(jù)工件大小而定， 淬火后油冷，然后在溫度160°C ±5°C工況中低溫回火，低溫回火時間為5小時，低溫回火后 進行工件空冷。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種牙輪鉆頭牙輪熱處理工藝，其特征在于，處理后工件表 面硬度為HRC58-62,芯部硬度為HRC37-43。
【文檔編號】C21D9/00GK104195311SQ201410443803
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月3日 優(yōu)先權日:2014年9月3日
【發(fā)明者】沈勁松 申請人:湖北鳴利來冶金機械科技有限公司