齿轮泵零件热处理工艺设计方案

1.CB-H型齿轮泵齿轮的热处理工艺设计

（1）所用材料及热处理技术要求

1）图8-1所示齿轮泵齿轮用料为20CrMnTi钢。

2）热处理技术要求：全渗碳层深度为0.8～1.1mm，Φ30mm处不渗碳；表面硬度为58～63HRC，心部硬度为32～45HRC；同轴度误差≤0.03mm。

（2）制造工艺路线：锻造→正火（硬度为156～207HBW）→机械加工（滚齿、剃齿达图样要求精度，两段轴部预留0.3～0.5mm加工余量）→渗碳→淬火→回火（表面达58～63HRC）→校直（直线度≤0.20mm）→机械加工（以齿形定位磨削Φ30mm和Φ32mm两段轴，其同轴度满足≤0.03mm要求）→成品。

图8-1 CB-H型齿轮泵齿轮

（3）热处理工艺性分析

1）20CrMnTi钢属于齿轮专用钢，其渗碳工艺性和淬火工艺性均较好，不难满足热处理各项技术要求。

2）滚齿、剃齿是齿形加工的最终工序。因此，为保证齿部具有良好的耐磨性和疲劳强度以及尺寸精度，淬火的加热和冷却过程均不得有丝毫氧化和脱碳现象，必须采取有效措施。

3）校直工序也较容易进行，因Φ30mm轴处不渗碳，且淬火回火后硬度仅为40HRC左右，故极易在此处借弯校直达要求。

（4）热处理工艺方法及工艺参数的设计

1）毛坯锻后正火：利用锻造余热（控制终锻温度在950℃左右），散开空气中冷却。

2）渗碳前准备工作：Φ30mm处不渗碳部分镀铜或涂防渗剂均可。

3）渗碳直接分级淬火：在SOH-SL型可控气氛炉中，以吸热式气氛（载体）和C₃ H₈（富碳气）为介质，在920～940℃渗碳，持续4～5h后炉冷到840℃均热0.5h，直接淬入140℃热油中停留0.5h后空冷。

4）回火：在RJJ-36-6型低温井式电阻炉中于180～220℃加热，保温1.5～2.0h后空冷。

上述工艺全过程及炉内露点变化规律，如图8-2所示。

图8-2 CB-H型齿轮泵齿轮热处理工艺曲线（虚线为炉内露点变化规律）

（5）处理结果 渗碳层深度为0.8～1.0mm；表面硬度为60～62HRC，心部硬度为43～45HRC；渗层组织为2～3级马氏体＋少量残留奥氏体＋粒状碳化物，心部组织为板条马氏体。

2.齿轮泵体的热处理工艺设计

（1）所用材料及热处理技术要求

1）图8-3所示齿轮泵体用料为ZL105铸造铝合金。(www.xing528.com)

2）热处理技术要求：硬度≥90HBW。

（2）热处理工艺性分析 所用材料为铝硅合金（ZAlSi5Cu1Mg），适于铸造复杂的液压泵体，因此铸造质量可以保证，经金属型铸造，并固溶处理和人工时效后可得到较高强度。但铝合金的热处理工艺参数敏感性强，所以热处理工艺温度范围要严格控制在±5℃以内。

（3）热处理工艺方法及工艺参数的设计

1）制造工艺路线：铸造→固溶处理→人工时效→机械加工成形→成品。

2）固溶处理：在RJJ-24-6型低温井式电阻炉中于510～520℃加热，保温5.5～6h后水冷（操作要点：炉温达500℃后装炉；冷却时，泵体由炉内移至水中的时间不得超过15～30s）。

3）时效：在RJJ-24-6型低温井式电阻炉中170～190℃加热，保温7.5～8h后空冷。（操作要点：固溶处理后立即进行时效，时间间隔≤0.5h）。

（4）处理结果 硬度为94.5HBW；尺寸精度符合图样中的规定。

3.CHM型齿轮泵轴的热处理工艺设计

（1）所用材料及热处理技术要求

1）图8-4所示齿轮泵轴用料为42CrMo钢。

2）热处理技术要求：硬度为38～43HRC；同轴度误差≤0.05mm。

图8-3 齿轮泵体

（2）制造工艺路线：由热轧圆钢下料→机械加工（预留加工余量）→淬火→清洗→回火→磨外圆（保证同轴度误差≤0.05mm），钳工研磨花键→成品。

图8-4 CBM型齿轮泵轴

（3）热处理工艺性分析42CrMo钢淬透性良好，淬火采用油冷变形极小，且不易开裂。

（4）热处理工艺方法及工艺参数的设计

1）淬火：在RQ3-25-9型井式气体渗碳炉中滴入甲醇气化保护加热，于830～860℃透烧（约30min）后油冷到200℃左右出油空冷。（操作要点：整个过程处于吊挂状态）。

2）在清洗机中喷淋去油。

3）回火：在RJJ-36-6型低温井式电阻炉中470～490℃加热，保温1.5～2.0h后空冷。

（5）处理结果 表面硬度为40～42HRC，同轴度误差为0.015mm。