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优化20CrMnTi钢齿轮坯料加工工艺及应用

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:对20CrMnTi钢的齿轮坯料采取等温正火,可以消除粒状贝氏体组织,降低坯料正火后的硬度,完全可以满足机械加工要求。显然该工艺有助于含Mo的20CrMnTi钢具有更广泛使用。渗碳、淬火、回火规范900~920℃×4h(罐冷),一次淬火温度860~890℃,油冷或水冷;二次淬火温度780~820℃,油冷或水冷,170~190当选用20CrMnTi钢制作这两种铝套冷挤压模,经950℃加热、盐水淬火后,不回火直接使用,模具硬度为46~48HRC,压制铝套2000多件,且仍在继续使用。

优化20CrMnTi钢齿轮坯料加工工艺及应用

(1)材料的特性

该钢属于合金渗碳钢、渗碳型塑料模具钢。该钢的渗碳与热处理工艺性能良好,在≤960℃时为细晶粒组织,在常用的渗碳温度下长期加热,晶粒无长大倾向,淬火后的残留奥氏体甚少,因此,该钢具有较高的强度和耐磨性,可加工性良好,主要性能与20CrNi钢相似。

抗拉强度≥1080MPa、屈服强度≥885MPa、伸长率≥10%、断面收缩率≥45%、冲击韧度≥69J/cm2、硬度≤207HBW,试样毛坯尺寸为15mm。

对20CrMnTi钢的齿轮坯料采取等温正火,可以消除粒状贝氏体组织,降低坯料正火后的硬度,完全可以满足机械加工要求。从等温正火试验结果可以看出,该工艺具有工艺范围宽,工艺稳定等特点,等温正火温度为550~650℃,保温时间在30min以上,均可获得珠光体和铁素体混合组织,且硬度在160~170HBW之间。显然该工艺有助于含Mo的20CrMnTi钢具有更广泛使用。

在常规正火工艺中,并非100%出现粒状贝氏体,给机械加工带来很大困难。据汽车用倒挡齿轮、行星齿轮、半轴齿轮三项生产统计,约有40%出现此问题。

(2)供货状态

正火、退火、高温回火,或不热处理态。

(3)化学成分

(3)化学成分

根据标准GB/T 3077—1999该钢的化学成分(质量分数):C0.17%~0.23%、Si0.17%~0.37%、Mn0.80%~1.10%、Cr1.00%~1.30%、Ti0.04%~0.10%、P≤0.035%、S≤0.035%。

处理前硬度≤143HBW,处理后硬度≤131HBW。

(7)正火规范

正火温度870~920℃,出炉空冷。

(8)退火规范

退火温度约860℃,随炉冷却。

(9)淬火规范

(4)该钢加工工艺路线为:下料→锻造模坯→退火→机械粗加工→冷挤压成形→再结晶退火→机械精加工→渗碳→淬火、回火→研磨抛光→装配。

10)典型应用举例

1)锯齿锁紧垫圈冲模。该冷冲模用于冲压65Mn钢带,硬度为179~217HBW。原采用T10钢,硬度48~50H

(5)临界点温度(近似值)

2MoV钢,硬度48~50HRC,使用寿

Ac1=740℃、Ac3=825℃、Ar1=650℃、Ar3=730℃。

(6)退火规范

(6)退火规范

退火温度约860~880℃,出炉空冷,硬度≤217HBW。

~60HRC,可获得表面硬度高又耐磨,心部韧性好的模具。

炉空冷。

(7)正火规范

(7)正火规范(www.xing528.com)

正火温度920~950℃,出炉空冷,硬度156~207HBW。

,保温一定时间,炉冷,硬度≤179HBW。

(9)正火规范(8)淬火、回火规范

空冷,硬度≤217HBW。

淬火温度860~900℃,油冷,回火温度500~650℃,油冷以避免高温回火脆性。

9HBW。

(11)冷压毛坯软化处理规范

700~720℃×8~15h保

(9)渗碳、淬火、回火规范

至≤550~600℃,出炉空冷。

渗碳温度900~920℃(罐冷),淬火温度820~850℃,油冷,硬度>60HRC;180~200℃×1.5h回火,空冷,表面硬度>60HRC,心部硬度35~40HRC。

/sub>稍上温度的奥氏体化等温球化退火工艺。

790℃×8h,随炉降至690℃×3h,再随炉降至620℃,出炉入缓冷筒。

2)Ac 1)压制铝套冷挤压模,D16、D20型压制钢丝绳铝套冷挤压模,原采用CrWMn钢淬火回火,硬度为45~50HRC,尽管硬度要求在冷挤压模中较低,但由于CrWMn钢组织中存在碳化物的不均匀性,易造成模具崩刃、开裂而早期失效,使用寿命仅为1000多件,有的仅几百件。

BW。

(14)二次淬火规范

淬火温度780~820℃,油或水冷。

(15)渗碳、淬火、回火规范

900~920℃×4h(罐冷),一次淬火温度860~890℃,油冷或水冷;二次淬火温度780~820℃,油冷或水冷,170~190

当选用20CrMnTi钢制作这两种铝套冷挤压模,经950℃加热、盐水淬火后,不回火直接使用,模具硬度为46~48HRC,压制铝套2000多件,且仍在继续使用。

00℃。

(17)渗碳及感应淬火

渗碳温度900~920℃(罐冷),根据需要进行感应加热,回火温度150~170℃,表面硬度58~65HRC。2)国内也有不少应用低碳马氏体钢强烈淬火工艺制作冷作模具的实例。

后直接淬火,淬火温度840~860℃,水冷或油冷,硬度≥60HRC,回火温度1

3)用于小型精密型腔嵌件,还可以用渗碳增加表面硬度,提高耐磨性。

举例

1)冷挤压冲头、重载冷镦冲头、厚度为10~25mm的中厚钢板

4)用于受磨损较大、受较大载荷及生产批量较大的模具。

合金接头八角模冲头,要求硬度为58~62HRC。原采用Cr12Mo

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