開式大齒輪作為大型回轉(zhuǎn)窯、磨機(jī)等機(jī)械設(shè)備中的關(guān)鍵傳動部件，負(fù)荷大，工作條件復(fù)雜，其質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到整套產(chǎn)品的使用效果。按照傳統(tǒng)工藝，開式大齒輪采用正火+回火處理的熱處理工藝，其在正火過程中存在的漲口和縮口變形是該類產(chǎn)品熱處理過程中的控制難點(diǎn)之一。

　　隨著窯磨類產(chǎn)品向著大型化發(fā)展，開式大齒輪的尺寸也隨之增大，相應(yīng)熱處理后變形和硬度不均勻問題也表現(xiàn)得越來越突出，這些問題嚴(yán)重地影響了下道工序加工及生產(chǎn)進(jìn)度。

　　相比于傳統(tǒng)的開式大齒輪正火回火處理工藝，開式大齒輪材料及開齒調(diào)質(zhì)技術(shù)技術(shù)成果具有提高生產(chǎn)效率、提升材料性能、改善齒輪硬度均勻性和硬度衰減、減少變形、降低能耗以及節(jié)約生產(chǎn)成本等多項(xiàng)優(yōu)勢，有效解決了上述問題。

　　一、主要的項(xiàng)目內(nèi)容

　　本項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)如下：

　　1.將鑄鋼開式大齒輪性能熱處理方法由傳統(tǒng)的正火回火工藝革新為開齒調(diào)質(zhì)工藝，實(shí)現(xiàn)了提高生產(chǎn)效率、提升材料性能、改善齒面硬度均勻性和硬度衰減、減少變形、降低能耗和生產(chǎn)成本。應(yīng)用該技術(shù)成果生產(chǎn)的開式大齒輪產(chǎn)品已超過500對，性能優(yōu)良，穩(wěn)定可靠。

　　2.采用開齒調(diào)質(zhì)工藝處理的ZG45CrMo開式大齒輪可以達(dá)到甚至優(yōu)于采用正火回火工藝處理的ZG40CrNi2Mo開式大齒輪的硬度性能，且齒輪精加工后內(nèi)應(yīng)力小，尺寸穩(wěn)定。從而實(shí)現(xiàn)以較低成本的ZG45CrMo材質(zhì)代替較高成本的ZG40CrNi2Mo材質(zhì)生產(chǎn)開式大齒輪產(chǎn)品，顯著降低了該類產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。

　　3.材質(zhì)為ZG42CrMo、ZG45CrMo、ZG40CrNi2Mo的1/2或1/4結(jié)構(gòu)開式大齒輪毛坯經(jīng)開齒調(diào)質(zhì)處理，其變形量比正火處理小5-7mm；硬度較正火處理提高HB60左右，齒頂齒面硬度梯度比正火處理小HB15-25，且離散度更小。相比于正火回火工藝，開式大齒輪調(diào)質(zhì)處理后的機(jī)械性能受環(huán)境溫度影響更小。

　　4.采用該項(xiàng)目所設(shè)計的開齒調(diào)質(zhì)工裝，可以降低能耗，節(jié)約生產(chǎn)成本。在齒輪校正過程中，采取三點(diǎn)差溫加熱校正法能在一定程度上解決開縮口及整體縮小變形所造成的弓頂及1/4處無加工量的問題（該技術(shù)已獲得國家發(fā)明專利ZL201010136747.1，詳見附件3）。

　　該成果已經(jīng)在中信重工機(jī)械股份有限公司等多家單位生產(chǎn)應(yīng)用，使用該技術(shù)成果生產(chǎn)的開式大齒輪產(chǎn)品已超過500對，性能優(yōu)良，穩(wěn)定可靠，顯著提高了經(jīng)濟(jì)效益，適合更大范圍的推廣應(yīng)用，進(jìn)一步為國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)提升貢獻(xiàn)力量。

　　該項(xiàng)目已獲授權(quán)4項(xiàng)國家發(fā)明專利和1項(xiàng)實(shí)用新型專利；在申請專利3項(xiàng)，并在2011年獲得中信重工機(jī)械股份有限公司（特大型企業(yè)）科技進(jìn)步一等獎；在中文核心期刊發(fā)表論文1篇；獲2013年洛陽市科技進(jìn)步二等獎，并取得科技查新報告，通過了河南省科技成果鑒定。

　　該項(xiàng)目技術(shù)先進(jìn)，工藝合理，研究成果具有較高的理論水平和工程實(shí)用價值，在開式大齒輪材料及熱處理技術(shù)研究方面居國內(nèi)領(lǐng)先水平。

　　二、推廣應(yīng)用和知識產(chǎn)權(quán)

　　在實(shí)際生產(chǎn)過程中應(yīng)用開式大齒輪材料及開齒調(diào)質(zhì)技術(shù)后，將合格鑄鋼件的傳統(tǒng)加工工序中“粗加工——性能熱處理——粗開齒”革新為“粗加工——粗開齒——性能熱處理”；對鑄鋼開式大齒輪性能熱處理中傳統(tǒng)的正火回火工藝革新為調(diào)質(zhì)處理工藝；根據(jù)開式大齒輪開齒調(diào)質(zhì)工藝，對合格齒圈鑄件各加工工序制定合理準(zhǔn)確的工藝留量，在確保產(chǎn)品質(zhì)量的同時減少產(chǎn)品工藝重量，節(jié)約成本；按照開式大齒輪開齒調(diào)質(zhì)技術(shù)，科學(xué)制定熱處理工藝，生產(chǎn)過程中合理策劃實(shí)施，支墊、運(yùn)輸和吊裝安全合理，確保產(chǎn)品性能穩(wěn)定合格，變形得到有效控制。

　　中信重工熱處理廠、洛陽九創(chuàng)重型機(jī)械有限公司及洛陽欣炎熱處理機(jī)械設(shè)備有限公司等企業(yè)采用中信重工機(jī)械股份有限公司與河南科技大學(xué)聯(lián)合研究開發(fā)的開式大齒輪材料及開齒調(diào)質(zhì)技術(shù)，經(jīng)實(shí)地生產(chǎn)應(yīng)用，證明該成果具有提高生產(chǎn)效率、提升材料性能、改善齒輪硬度均勻性和硬度衰減、減少變形、降低能耗以及節(jié)約生產(chǎn)成本等多項(xiàng)優(yōu)勢。已使用該技術(shù)成果生產(chǎn)了開式大齒輪產(chǎn)品多批，性能優(yōu)良，穩(wěn)定可靠，顯著提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

　　該技術(shù)成果有效促進(jìn)了開式大齒輪產(chǎn)品的材料及熱處理技術(shù)的技術(shù)跨越，顯著推動了該行業(yè)的科技進(jìn)步。

　　開式大齒輪材料及開齒調(diào)質(zhì)技術(shù)研究獲知識產(chǎn)權(quán)

知識產(chǎn)權(quán)
類別 知識產(chǎn)權(quán)具體名稱 授權(quán)號 授權(quán)日期 證書編號 權(quán)利人 發(fā)明人
1.發(fā)明專利 一種特大型半齒圈的鑄造方法 ZL201110124006.6 2013-01-02 1113523 河南科技大學(xué) 中信重工機(jī)械股份有限公司 謝敬佩 王愛琴 王文焱 趙永讓 岳宗格 等
2.實(shí)用新型專利 種扇形組合式保溫冒口套 ZL201120102758.8 2011-04-11 2042284 中信重工機(jī)械股份有限公司 石秀娟 付學(xué)志 苗小岑 趙永讓 岳宗格
1.發(fā)明專利 一種硬齒面大齒圈中頻沿齒溝淬火工藝 ZL200810187838.0 2011-01-26 734353 中信重工機(jī)械股份有限公司 于文平 邵文華 李德福 尤明 張峰 等
1.發(fā)明專利 薄壁齒圈滲碳后產(chǎn)生橢圓或錐度變形的校正淬火方法 ZL201010136747.1 2012-07-18 1004756 中信重工機(jī)械股份有限公司 于文平 李德福 于慎君 邵文華 陳艷芳 等
1.發(fā)明專利 對滲碳后變形為橢圓齒圈的反變形校正方法 ZL201010136705

　06-01日　中信重工機(jī)械股份有限公司開式大齒輪材料及開齒調(diào)質(zhì)技術(shù)研究獲洛陽市科技進(jìn)步獎二等獎