本發(fā)明涉及一種非滲碳區(qū)域軟化方法，尤其是一種CSS-42L齒輪鋼非滲碳區(qū)域軟化方法。
背景技術(shù)：
針對航空重載傳動(dòng)系統(tǒng)對齒輪耐溫性提出的超高要求，美國研制出CSS-42L第三代滲碳齒輪鋼，該鋼的一種顯著特點(diǎn)就是具有良好的高溫紅硬性和高溫回火抗力，滲碳淬火后，在427℃下服役500h，滲層組織硬度仍然維持在HRC60以上，抗干摩擦磨損能力異常優(yōu)異。
傳統(tǒng)齒輪滲碳、亞溫退火、淬火、冷處理、回火后，需要對非滲碳區(qū)域進(jìn)行半精加工、精加工，但CSS-42L齒輪鋼經(jīng)過滲碳、亞溫退火、淬火、冷處理、時(shí)效回火后，非滲碳區(qū)域的硬度高達(dá)HRC45～55，機(jī)械半精、精加工難度極大，刀具耗損嚴(yán)重，生產(chǎn)效率大幅下降，這種情況在目前尚未見有相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道對此加以解決。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種CSS-42L齒輪鋼非滲碳區(qū)域軟化方法，通過調(diào)整其滲碳后的熱處理工藝路線，使CSS-42L齒輪鋼滲碳淬火后的非滲碳區(qū)域軟化，硬度降至HRC28～35，便于后續(xù)機(jī)械半精、精加工。
采取的工藝調(diào)整方案具體如下：
1、CSS-42L齒輪鋼滲碳后，不進(jìn)行亞溫退火，直接置于真空油淬爐內(nèi)進(jìn)行高溫奧氏體化，奧氏體化溫度1050～1200℃，保溫0.5～6h后，進(jìn)行真空油淬，淬火油浴溫度為40～75℃；
2、油淬后進(jìn)行100～300℃消除應(yīng)力處理，消除應(yīng)力時(shí)間為1～10h；
3、消除應(yīng)力后，對非滲碳區(qū)域進(jìn)行機(jī)械切削加工；
4、非滲碳區(qū)域機(jī)械切削加工完成后，對零件整體進(jìn)行冷處理，在-180～-70℃進(jìn)行冷處理，處理時(shí)間為2～10h；
5、冷處理后，將零件轉(zhuǎn)至真空爐進(jìn)行時(shí)效處理，或在零件表面鍍銅后使用可控氣氛爐進(jìn)行時(shí)效處理，時(shí)效處理溫度為466～526℃，時(shí)效時(shí)間為1～8h。
由于CSS-42L材料合金含量超過30wt.％，零件經(jīng)滲碳、亞溫退火、淬火后，非滲碳區(qū)域的基體組織中，高溫奧氏體完全轉(zhuǎn)變?yōu)檫^冷奧氏體，硬度只有HRC28～35，便于機(jī)械切削加工。雖然此時(shí)零件的滲碳區(qū)域同樣為低硬度的過冷奧氏體組織，這種過冷奧氏體更加穩(wěn)定。非滲碳區(qū)域機(jī)械切削加工完成后，零件進(jìn)行冷處理，可以將過冷奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榇慊瘃R氏體組織，滲碳區(qū)域的滲層組織及非滲碳區(qū)域的基體組織硬度大幅提高，再經(jīng)過高溫時(shí)效二次硬化，滲碳區(qū)域與非滲碳區(qū)域的硬度均恢復(fù)到原有工藝(滲碳、亞溫退火、淬火、冷處理、時(shí)效回火)的硬度指標(biāo)。本發(fā)明通過上述工藝調(diào)整方案，使CSS-42L滲碳類零件的非滲碳區(qū)域加工難度大幅降低，便于后續(xù)機(jī)械半精、精加工。
具體實(shí)施方式
一種CSS-42L齒輪鋼非滲碳區(qū)域軟化方法包括以下步驟：
1、CSS-42L齒輪鋼滲碳后，不進(jìn)行亞溫退火，直接置于真空油淬爐內(nèi)進(jìn)行高溫奧氏體化，奧氏體化溫度1050～1200℃，保溫0.5～6h后，進(jìn)行真空油淬，淬火油浴溫度為40～75℃；
2、油淬后進(jìn)行100～300℃消除應(yīng)力處理，消除應(yīng)力時(shí)間為1～10h；
3、消除應(yīng)力后，對非滲碳區(qū)域進(jìn)行機(jī)械切削加工；
4、非滲碳區(qū)域機(jī)械切削加工完成后，對零件整體進(jìn)行冷處理，在-180～-70℃進(jìn)行冷處理，處理時(shí)間為2～10h；
5、冷處理后，將零件轉(zhuǎn)至真空爐進(jìn)行時(shí)效處理，或在零件表面鍍銅后使用可控氣氛爐進(jìn)行時(shí)效處理，時(shí)效處理溫度為466～526℃，時(shí)效時(shí)間為1～8h。
實(shí)施例
某航空傳動(dòng)系統(tǒng)用齒輪零件，材料為CSS-42L齒輪鋼，零件齒面進(jìn)行滲碳后，其非滲碳區(qū)的硬度HRC51.8。后續(xù)需要對其非滲碳區(qū)域進(jìn)行機(jī)械切削加工，因此要對非滲碳區(qū)域進(jìn)行軟化，其具體的步驟為：
1、零件經(jīng)滲碳后，不進(jìn)行亞溫退火，直接置于真空油淬爐內(nèi)進(jìn)行高溫奧氏體化，奧氏體化溫度1100℃，保溫2h后，進(jìn)行真空油淬，淬火油浴溫度為55℃；
2、油淬后進(jìn)行200℃消除應(yīng)力處理，消除應(yīng)力時(shí)間為4h；
3、消除應(yīng)力后，對非滲碳區(qū)域進(jìn)行機(jī)械切削加工；
4、非滲碳區(qū)域機(jī)械切削加工完成后，對零件整體進(jìn)行冷處理，在-180℃進(jìn)行冷處理，處理時(shí)間為4h；
5、冷處理后，將零件轉(zhuǎn)至真空爐進(jìn)行時(shí)效處理，時(shí)效處理溫度為496℃，時(shí)效時(shí)間為4h。
通過上述方法進(jìn)行工藝方案調(diào)整與優(yōu)化，非滲碳區(qū)域在滲碳、真空油淬后的硬度為HRC31.2，切削性能大幅改善；同時(shí)，加工后進(jìn)行冷處理，使非滲碳區(qū)域的硬度恢復(fù)到原工藝指標(biāo)，滿足了設(shè)計(jì)要求。