開式大齒輪作為大型回轉窯、磨機等機械設備中的關鍵傳動部件，負荷大，工作條件復雜，其質量的好壞直接關系到整套產品的使用效果。按照傳統工藝，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品熱處理過程中的控制難點之一。

　　隨著窯磨類產品向著大型化發展，開式大齒輪的尺寸也隨之增大，相應熱處理后變形和硬度不均勻問題也表現得越來越突出，這些問題嚴重地影響了下道工序加工及生產進度。

　　相比于傳統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質技術技術成果具有提高生產效率、提升材料性能、改善齒輪硬度均勻性和硬度衰減、減少變形、降低能耗以及節約生產成本等多項優勢，有效解決了上述問題。

　　一、主要的項目內容

　　本項目創新點如下：

　　1.將鑄鋼開式大齒輪性能熱處理方法由傳統的正火回火工藝革新為開齒調質工藝，實現了提高生產效率、提升材料性能、改善齒面硬度均勻性和硬度衰減、減少變形、降低能耗和生產成本。應用該技術成果生產的開式大齒輪產品已超過500對，性能優良，穩定可靠。

　　2.采用開齒調質工藝處理的ZG45CrMo開式大齒輪可以達到甚至優于采用正火回火工藝處理的ZG40CrNi2Mo開式大齒輪的硬度性能，且齒輪精加工后內應力小，尺寸穩定。從而實現以較低成本的ZG45CrMo材質代替較高成本的ZG40CrNi2Mo材質生產開式大齒輪產品，顯著降低了該類產品的生產成本。

　　3.材質為ZG42CrMo、ZG45CrMo、ZG40CrNi2Mo的1/2或1/4結構開式大齒輪毛坯經開齒調質處理，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，開式大齒輪調質處理后的機械性能受環境溫度影響更小。

　　4.采用該項目所設計的開齒調質工裝，可以降低能耗，節約生產成本。在齒輪校正過程中，采取三點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（該技術已獲得國家發明專利ZL201010136747.1，詳見附件3）。

　　該成果已經在中信重工機械股份有限公司等多家單位生產應用，使用該技術成果生產的開式大齒輪產品已超過500對，性能優良，穩定可靠，顯著提高了經濟效益，適合更大范圍的推廣應用，進一步為國內相關領域的技術提升貢獻力量。

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

　　該項目技術先進，工藝合理，研究成果具有較高的理論水平和工程實用價值，在開式大齒輪材料及熱處理技術研究方面居國內領先水平。

　　二、推廣應用和知識產權

　　在實際生產過程中應用開式大齒輪材料及開齒調質技術后，將合格鑄鋼件的傳統加工工序中“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的正火回火工藝革新為調質處理工藝；根據開式大齒輪開齒調質工藝，對合格齒圈鑄件各加工工序制定合理準確的工藝留量，在確保產品質量的同時減少產品工藝重量，節約成本；按照開式大齒輪開齒調質技術，科學制定熱處理工藝，生產過程中合理策劃實施，支墊、運輸和吊裝安全合理，確保產品性能穩定合格，變形得到有效控制。

　　中信重工熱處理廠、洛陽九創重型機械有限公司及洛陽欣炎熱處理機械設備有限公司等企業采用中信重工機械股份有限公司與河南科技大學聯合研究開發的開式大齒輪材料及開齒調質技術，經實地生產應用，證明該成果具有提高生產效率、提升材料性能、改善齒輪硬度均勻性和硬度衰減、減少變形、降低能耗以及節約生產成本等多項優勢。已使用該技術成果生產了開式大齒輪產品多批，性能優良，穩定可靠，顯著提高了企業的經濟效益。

　　該技術成果有效促進了開式大齒輪產品的材料及熱處理技術的技術跨越，顯著推動了該行業的科技進步。

　　開式大齒輪材料及開齒調質技術研究獲知識產權

知識產權
類別 知識產權具體名稱 授權號 授權日期 證書編號 權利人 發明人
1.發明專利 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 中信重工機械股份有限公司 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 中信重工機械股份有限公司 石秀娟 付學志 苗小岑 趙永讓 岳宗格
1.發明專利 一種硬齒面大齒圈中頻沿齒溝淬火工藝 ZL200810187838.0 2011-01-26 734353 中信重工機械股份有限公司 于文平 邵文華 李德福 尤明 張峰 等
1.發明專利 薄壁齒圈滲碳后產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　中信重工機械股份有限公司開式大齒輪材料及開齒調質技術研究獲洛陽市科技進步獎二等獎