隨著中國汽車工業(yè)的飛速發(fā)展,汽車的升級換代速度加快,對作為汽車動力傳動的主要部件—齒輪的加工精度和性能要求也越來越高;一些先進(jìn)的齒輪零部件加工企業(yè)為了同時提高齒輪的加工效率及材料的利用率,開始越來越多地采用冷精鍛方式加工齒輪,這就要求冷精鍛齒輪的原材料必須具有良好的冷加工性能。而經(jīng)過球化退火的材料一般均具有良好的冷加工性能。

2OMnCrS5齒輪鋼棒材球化退火狀態(tài)交付的技術(shù)條件主要有化學(xué)成分、球化率、硬度﹑組織等,化學(xué)成分如表1所示,球化退火狀態(tài)的性能指標(biāo)如表2所示。

硬度檢測值如表3所示,可以看出765℃工藝的9點硬度及其平均值、通條硬度差均低,而700 ℃工藝的9點硬度及其平均值、通條硬度差均最高，72o ℃工藝相應(yīng)數(shù)值處于中間。

兩種工藝的硬度檢測值如表4所示,可以看出720 ℃球化退火溫度下,保溫20 h工藝的9點硬度及其平均值、通條硬度差與保溫15 h工藝的相應(yīng)數(shù)值相差很小。最大只有5HBW,說明保溫時間在15 h以上時,對硬度的影響已經(jīng)變小。

根據(jù)實驗室試驗結(jié)果,結(jié)合連續(xù)熱處理爐設(shè)備運行特點,設(shè)定連續(xù)熱處理爐的球化退火工藝如表5所示。

按照此工藝在連續(xù)熱處理爐中對20MnCrS5圓鋼進(jìn)行球化退火試生產(chǎn)。球化退火后﹐在一支圓鋼的頭、中、尾取1 # ,2#,3#試樣檢測硬度和組織;硬度檢測位置不變(如圖6 所示),硬度檢測值如表6所示

( 1) 20MnCrS5鋼實驗室球化熱處理的加熱溫度控制在A。以下10～20 ℃,保溫時間15 h以上，可以滿足球化率≥85%、硬度≤166HBW、硬度差≤30HBW的要求。(2)工業(yè)化連續(xù)熱處理爐的球化退火效果略低于實驗室小熱處理爐,在設(shè)計工業(yè)化連續(xù)熱處理爐工藝時要適當(dāng)?shù)乜紤]延長加熱時間到20 h左右,此時球化效果、硬度和通條硬度差大約相當(dāng)于實驗室保溫時間15 h。