最新crnia航天發(fā)動機齒輪的熱處理工藝設(shè)計終稿(編輯修改稿)
2025-07-21 04:41 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 造比12CrNi2A鋼截面稍大的零件。該鋼淬火低溫回火或高溫回火后都具有良好的綜合力學性能，鋼的低溫韌性好，缺口敏感性小，切削加工性能良好，當硬度為HB260～320時，相對切削加工性為60%～70%。另外，鋼退火后硬度低、塑性好，因此，既可以采用切削加工方法制造模具，也可以采用冷擠壓成型方法制造模具。為提高模具型腔的耐磨性，模具成型后需要進行滲碳處理，然后再進行淬火和低溫回火，從而保證模具表面具有高硬度、高耐磨性而心部具有很好的韌性，該鋼適宜制造大、中型塑料模具。 12CrNi3A高級滲碳鋼的淬透性較高 ,退火困難 , 一般采用調(diào)質(zhì)處理，使硬度降低到 35HRC以下 ,改善切削加工性能 。由于不滲碳表面未經(jīng)鍍銅防滲 ,因此滲碳后進行高溫回火 , 降低硬度 , 便于切去不滲碳表面的滲碳層 。材料加工成航天發(fā)動機齒輪需進行復雜的化學熱處理，使心部硬度為HRC31～HRC41，表面硬度不低于HRC60，從而使齒輪表面有較高硬度，心部呈現(xiàn)一定的韌性，以適應(yīng)齒輪的工作環(huán)境；并且嚴格規(guī)定了表層的含碳量、組織均勻性、晶粒度及化學熱處理等[2]。3設(shè)計說明航天發(fā)動機齒輪的制造工序基本上相同，對于不同的鋼種，在其熱處理時有些許差異。一般都采用棒料經(jīng)鍛造—粗車—調(diào)質(zhì)—半精車—粗磨基準—開齒（包括插齒、刨齒、滾齒、銑齒等）—磨齒—局部滲碳(滲氮或氰化)—低溫回火(滲碳后擴散處理)—淬火—精磨基準—磨齒。 。表2 12CrNi3A的化學成分(質(zhì)量分數(shù)，%)CSiMnPSCrNiCu～～～≤≤～～≤成分分析：鋼的含碳量可保證形成大量的合金碳化物，淬火加熱時，一部分融入奧氏體中，提高其穩(wěn)定性，同時也使馬氏體中的合金元素含量增加，保證其硬度；而未溶的碳化物則起細化晶粒、提高韌性的作用．并提高鋼的耐磨性。Cr是12CrNi3A合金鋼中主要的合金元素，它使鋼的淬透性大大增加，提高其回火穩(wěn)定性，并產(chǎn)生二次硬化現(xiàn)象。鉻與碳形成高硬度的碳化物，加熱時未溶的碳化物可細化晶粒、提高鋼的耐磨性的作用。 錳和硅是煉鋼過程中必須加入的脫氧劑，用以去除溶于鋼液中的氧。它還把鋼液中的氧化鐵還原成鐵，并形成氧化錳和二氧化硅。錳除了脫氧作用外，還有除硫作用，即與鋼液中的硫結(jié)合成MnS,從而在相當大成度上消除硫在鋼中的有害影響。這些反應(yīng)產(chǎn)物大部分進入爐渣，小部分殘留與鋼中，成為非金屬夾雜物。脫氧劑中的錳和硅會有一部分溶于鋼液中，冷至室溫后即溶于鐵素體中，提高鐵素體的強度。硅溶于鐵素體中后有很強的固溶強化作用，顯著提高鋼的強度和硬度【3】。 Ni也是12CrNi3A合金鋼中的主要元素。它的存在提高了鋼的強度，而不降低其塑性，改善了鋼鐵的低溫韌性降低了鋼鐵的臨界冷卻速度，提高鐵的淬透性擴大奧氏體區(qū)，是奧氏體化的有效元素 ，此外其本身具有一定耐蝕性，對一些還原性酸類有良好的耐蝕能力。造齒輪的毛坯經(jīng)過鍛造后獲得基本的形狀。鍛造是利用鍛壓機械對金屬坯料施加壓力，使其產(chǎn)生塑性變形，已獲得具有一定機械性能、一定形狀和尺寸的鍛件的加工方法。齒輪的鍛造工藝是用棒料鐓經(jīng)切削加工制成的，其纖維組織彎曲呈放射狀，所有齒部的正應(yīng)力都平行于纖維組織的方向，力學性能得到很大的提高。12CrNi3A合金鋼的始鍛溫度為1180℃，中鍛溫度為850℃，鍛后進行緩慢冷卻。接觸疲勞試樣由棒料，彎曲疲勞試樣從GF齒圈上截取，改鍛成齒輪式樣毛坯。試樣的終鍛溫度為850℃，鍛后經(jīng)880～920℃正火（空冷）和650～780℃退火（爐冷）處理。.表3 鍛造熱處理溫度始鍛溫度終鍛溫度正火溫度退火火溫度1180℃850℃880～920℃650～780℃ 試樣熱處理工藝 鍛件經(jīng)退火后消除殘余應(yīng)力，而后進行粗車，然后進行調(diào)質(zhì)處理。當鍛件的
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