大马力推土机终传动齿轮遭受重载荷，请求高的接触疲惫强度和齿根曲折强度。经由过程测试分析，选择应用包管淬透性脱气22CrNi2MoNbH，并肯定了渗碳、淬火热处理工艺，从而达到图样各项设计指标请求。
美国卡特D6D、D7G履带式推土机在一般工况前提下的设计寿命为10000h，该公司临盆D9H推土机设计应用寿命25000h，具有高的性价比。重要件、关键件(变速箱、终传动)的应用寿命也应达到或跨越整机的设计寿命。开辟新产品所应用齿轮大部分采取渗碳淬火热处理来达到进步寿命。齿轮寿命重要取决于原材料冶金质量、热处理工艺及达到成果、齿轮加工精度。
大马力推土机终传动的齿轮请求传动重载荷，受空间影响，齿轮的尺寸小，模数大。设计请求小齿轮轴(模数12mm、齿数12、分度圆直径144mm、齿宽124mm)外面硬度60～64HRC、硬化层深度2.2～2.8mm、齿根硬化层深度1.5mm以上、心部硬度269～388HB，本来应用20CrMoH钢，经渗碳淬火后，心部硬度低，达不到设计请求。经由过程查找材料分析、研究，认为肯定应用22CrNi2MoNbH钢进行试制。
1、成分及淬透性测试与分析
齿轮的抗曲折疲惫才能、抗接触疲惫才能、齿轮的啮合精度三概略素，决定了齿轮的寿命。根据GB/T5216—2004《包管淬透性构造钢》请求，国内载重齿轮选用20CrNi2MoA、20CrNi2MoH钢材，对于载重齿轮为了进步心部硬度，要进步齿轮材料的碳含量，一般控制碳含量在0.20%～0.25%(质量分数，下同)，比20CrNi2MoH钢的0.17%～0.23%稍高。而含碳量过高，使得齿轮渗碳淬火畸变大。Ni、Mo合金元素具有很强的抗氧化才能，Cr元素次之，Mn元素抗氧化才能弱，Si元素最弱。假如渗碳炉中氧势比较高，在高温渗碳过程中，氧原子经由过程晶界扩散到齿轮外面，将使易氧化的合金元素变成氧化物，损掉合金化才能，降低渗碳层的淬透性；齿轮淬火后外面非马氏体组织超标，接触疲惫强度降低，是以在齿轮钢中进步抗氧化的Ni、Mo合金元素含量。
在钢中参加微合金元素Nb，Nb能与N、C结合，形成氮化物、碳化物，可明显进步再结晶温度，阻拦奥氏体晶粒的长大，从而细化晶粒，改良材料的机能。钢材经由过程脱气处理，使得非金属搀杂物的尺寸减小，级别进步，可以或许明显进步齿轮接触疲惫强度。钢材达到淬透性带的宽窄、大小影响齿轮的热处理畸变以及齿轮的心部硬度，淬透性带要比标准请求范围小得多，这主如果钢材的冶炼质量进步，化学成分控制严格，波动小的成果。推敲齿轮在渗碳及淬火过程中的畸变，20CrMoH、22CrNi2MoNbH钢按美国C型缺口式样经渗碳、淬火后，测得的平均畸变率d分别为3.89%、2.54%[3]。对于模数是12mm的齿轮，平日淬透性值以J9的大小最为关键，J9=30～42HRC比较合适，当J9>42HRC时，材料在渗碳淬火后，不仅畸变量大，并且在应用过程中易产生脆性断裂。淬透性带越窄越好，便于降低热处理畸变。参考日本小松公司应用SNCM420H-K钢材，并与抚顺特钢公司肯定为22CrNi2MoNbH钢，经由过程电炉冶炼并进行炉外脱气精华精辟。
2、热处理工艺参数肯定
2.1、齿轮的工序流程
锻造毛坯—毛坯等温退火—初精加工齿轮—齿轮渗碳—高温回火—齿轮加工(螺纹)—齿轮淬火—齿轮低温回火—精磨齿轮。
2.2、热处理工艺
文献对含Nb的20CrNi2Mo钢分别进行880、900、920、940、960℃温度下保温1h后淬水，之后测奥氏体晶粒度，在920℃之前晶粒度无变更，940及960℃晶粒有长大，在920℃保温10h后晶粒没有产生明显的长大，晶粒度为8～9级。
2.3、实验成果
毛坯经等温退火后的硬度为156～207HB，齿坯具有优胜的切削加工机能，可以或许削减刀具的磨损，延长刀具的寿命。还有稳定渗碳淬火时的畸变。齿轮渗碳及淬火在易普森多用炉中进行的。经长时光渗碳后，请求达到渗碳深度2.4～3.0mm，用维氏硬度计进行检测，达到2.6mm，按550HV处的碳浓度w(C)=0.4%，测得外面碳浓度。
3、结论
1)22CrNi2MoH钢的化学成分、淬透性、搀杂物及晶粒度等指标知足大型重载齿轮的设计请求，其制造齿轮各项内涵质量指标达到重载齿轮的质量请求。
2)22CrNi2MoH钢经920℃×30h渗碳，在840℃淬火、180℃低温回火后，晶粒度没有异常长大，其工艺是可行的。
http://www.sdwffg8.com/
