隨著中國汽車工業的飛速發展,汽車的升級換代速度加快,對作為汽車動力傳動的主要部件—齒輪的加工精度和性能要求也越來越高;一些先進的齒輪零部件加工企業為了同時提高齒輪的加工效率及材料的利用率,開始越來越多地采用冷精鍛方式加工齒輪,這就要求冷精鍛齒輪的原材料必須具有良好的冷加工性能。而經過球化退火的材料一般均具有良好的冷加工性能。

2OMnCrS5齒輪鋼棒材球化退火狀態交付的技術條件主要有化學成分、球化率、硬度﹑組織等,化學成分如表1所示,球化退火狀態的性能指標如表2所示。

硬度檢測值如表3所示,可以看出765℃工藝的9點硬度及其平均值、通條硬度差均低,而700 ℃工藝的9點硬度及其平均值、通條硬度差均最高，72o ℃工藝相應數值處于中間。

兩種工藝的硬度檢測值如表4所示,可以看出720 ℃球化退火溫度下,保溫20 h工藝的9點硬度及其平均值、通條硬度差與保溫15 h工藝的相應數值相差很小。最大只有5HBW,說明保溫時間在15 h以上時,對硬度的影響已經變小。

根據實驗室試驗結果,結合連續熱處理爐設備運行特點,設定連續熱處理爐的球化退火工藝如表5所示。

按照此工藝在連續熱處理爐中對20MnCrS5圓鋼進行球化退火試生產。球化退火后﹐在一支圓鋼的頭、中、尾取1 # ,2#,3#試樣檢測硬度和組織;硬度檢測位置不變(如圖6 所示),硬度檢測值如表6所示

( 1) 20MnCrS5鋼實驗室球化熱處理的加熱溫度控制在A。以下10～20 ℃,保溫時間15 h以上，可以滿足球化率≥85%、硬度≤166HBW、硬度差≤30HBW的要求。(2)工業化連續熱處理爐的球化退火效果略低于實驗室小熱處理爐,在設計工業化連續熱處理爐工藝時要適當地考慮延長加熱時間到20 h左右,此時球化效果、硬度和通條硬度差大約相當于實驗室保溫時間15 h。