拖拉机变速箱齿轮20cr材料热处理工艺研究

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1、摘要：小四轮拖拉机屮变速箱齿轮是关键件，齿轮材料的选川及热处理工艺参数的确定一亘是我们探究的主题。原来采M20CrMnTi材料，热处理工艺为气体渗碳，其渗碳温度高、时间长，易造成晶粒粗大、衣面沉积碳黑等缺陷。lll20Cr代替20CrMnTi,热处理工艺采用小温气体碳氮共渗直接淬火的方法。设备为RJJ-75-9T井式炉，滴柱式可控气飢控制炉压，渗剂为煤油加液态稀土共渗剂。此工艺共渗温度降至880°C,共渗时间缩至3小时。节约能耗33.6%,因缩孔造成的返修率降低到2.87%,齿轮本身也得到了更好的耐磨性、表血硬度和心部综合机械性能。关键词：齿轮；气体碳氮共渗；工艺

2、参数；耐磨性StudyOnTheHeat-treatmentProcessof20CrGearinTheTractorGear-boxAbstract:Theshiftgear-boxisthekeycomporientinafour-weeltractor.Thechoicefortherawmaterialsforthegearcomponentanddeterminationfortheheat-treatmentprocessingpaprametershavebeenthemainsubject.Forthepreviouslyused20CrMnTim

3、aterials,theheattreatmentprocessisagascarbonizationprocess,thecarbonizingtemperatureishigh,andtheheat-treatmenttimeislong.Thisalwaysresultsingraincoarsingandcarbonblackdepostiononthesurface.Ifthethe20Crmaterialisselectedasthegearmaterialinstead20CrMnTi,theheattreatmentprocessisadirect

4、quenchingcarriedoutviagascarbonitridingatamiddletemperature.TheequipmentfortheheattreatmentisRJJ-75-9Ttypewellfurnace,thegaspressureinthefurnaceiscontrolledbyinstilledvapor,thepermeatingchemicalsisthemixtureofkeroseneandliquidrareearths・Theheattreatmenttemepratureisreducedto880degrees

5、,andthetreatmenttimeisabout3h.About33.6%energycanbesaved,andtherepairrateofunpackedgoodscausedbythedrawbackofshrinkageholecanbereducedto2.87%,thewearresistanee,surfacehardnessandcomprehensivemechanicalpropertiesofthecoresectionaregreatlyimproved・KeyWords:gear；gascarbonitriding；process

6、parameters；wearresistanee小四轮拖拉机变速箱齿轮工作时要承受强烈的摩擦磨损和高的交变弯曲应力和接触疲劳应力的作用，同时承受着强烈的冲击载荷作用。和应的这些齿轮常见的失效形式冇过量磨损、表面剥落，甚至断齿等。因此，齿轮的技术要求是表面具冇高硕度、高耐磨性、高接触疲劳强度，而心部应具有良好的综合力学性能。采用20CrMnTi材料气体渗碳工艺（热处理工艺曲线图1）渗碳温度高930±10°C,渗碳时间长5小时。虽然按图纸技术耍求：表面硬度、心部硬度、渗碳层厚度等都能达到。但齿轮内花键缩孔现彖明显，返修率高，品粒粗人，综介机械性能卜•降，材料木身经济

7、性差，热处理生产周期长。木文齿轮以20C「材料代替20CrMnTi材料，采用中温气体碳氮共渗工艺。对热处理参数进行全而的实验、分析研究，证明小四轮拖拉机变速箱中的小齿轮采用20C「材料中温气体碳氮共渗工艺后，在满足各种性能的同时，材料成本降低、生产周期缩短、热处理后返修率下降。图120CrMnTiW轮气体渗碳T•艺曲线1理论分析:20C「材料属于低淬透性合金钢，采用渗碳工艺时晶粒容易长大，而中温气体碳氮共渗工艺,是在工件的表面同时渗入碳和氮，由于氮的加入使Y相区扩大，Ac3点下降因而能使钢在更低的温度增碳。其过程是将钢件放入密封炉罐内加热到820°C〜880°C,

8、并向炉内滴