[發(fā)明專利]內(nèi)齒圈齒根激光淬火硬化方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210144540.8
• 申請(qǐng)日: 2012-05-11
• 公開（公告）號(hào): CN102660668A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚遠(yuǎn);鄭培和;魏偉;陳明;李瀟一;孔德舉;喻皓淳;秦芳;張敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)第一汽車股份有限公司
• 主分類號(hào): C21D9/32
• 分類號(hào): C21D9/32;C21D1/09
• 代理公司: 吉林長(zhǎng)春新紀(jì)元專利代理有限責(zé)任公司 22100
• 代理人: 王薇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種內(nèi)齒圈齒根激光淬火硬化方法，特別是涉及一種內(nèi)齒圈（以下簡(jiǎn)稱齒圈）齒根選擇性激光淬火硬化處理方法，屬于減速、變速機(jī)構(gòu)零件加工方法。

背景技術(shù)

齒圈是汽車、風(fēng)力發(fā)電、水泥磨機(jī)等產(chǎn)品減速、變速機(jī)構(gòu)中的重要零件，如汽車輪邊減速橋齒圈等。減速、變速機(jī)構(gòu)中各零部件之間的配合精度要求高，齒圈是其中關(guān)鍵部件。要求齒圈齒根具有適當(dāng)強(qiáng)度和齒面具有高的表面硬度。但齒圈屬大尺寸薄壁零件，傳統(tǒng)技術(shù)（比如滲碳、高頻等）熱處理變形大，且變形隨機(jī)性很大，造成齒圈尺寸超差，廢品率高。而氮化技術(shù)變形雖然小，但能量消耗很高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種內(nèi)齒圈齒根激光淬火硬化方法，其是以能量高度集中的激光束快速掃描齒圈齒根，使被掃描的齒圈齒根表面溫度迅速升高到相變點(diǎn)以上，當(dāng)激光束移開后，被照射部位由于基體的熱傳導(dǎo)作用，熱量迅速傳遞給處于冷態(tài)的基體，而實(shí)現(xiàn)自冷淬火；齒根激光淬火在強(qiáng)化了齒圈齒根的同時(shí)，淬火變形較常規(guī)熱處理工藝小，同時(shí)，降低了能量消耗。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：內(nèi)齒圈齒根激光淬火硬化方法，其特征在于：齒圈的每個(gè)齒槽底部及相連的兩個(gè)齒根側(cè)面淬火的表面，激光淬火方法相同，其具體步驟如下：?（1）?將內(nèi)齒圈置于數(shù)控精密旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上的現(xiàn)有專用夾具上，齒圈軸線與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)軸線重合；（2）?齒圈上端放置擋光圈；（3）合理匹配激光功率為400-10000W、激光束掃描速度為10-80mm/min、聚焦鏡焦距為200-1000mm、離焦量絕對(duì)值為0-150mm、保護(hù)氣為氬氣或氮?dú)?；?）?激光束為單光束或雙光束以20°～90°角入射至齒圈齒槽底部及相連的齒側(cè)需要淬火的表面；（5）?導(dǎo)光頭上下移動(dòng)，配之以回轉(zhuǎn)臺(tái)周期性小角度分度回轉(zhuǎn)帶動(dòng)齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)，或?qū)Ч忸^上下移動(dòng)+轉(zhuǎn)動(dòng),在處理表面形成激光硬化帶；其激光硬化帶數(shù)量為≧1條/齒槽；激光硬化帶長(zhǎng)度L為20~200mm；?激光硬化帶寬度W=W1+W2+W0為2～50mm；齒側(cè)面激光硬化帶表面積占齒側(cè)面表面積比為10%～100%；激光硬化帶層深S=S1=S2為0.1～1.2mm；（6）光閘一次開關(guān)，完成齒圈所有齒根的激光淬火硬化。

本發(fā)明的積極效果是將齒圈齒根進(jìn)行局部、選擇性激光硬化處理，形成一定硬化模型的激光淬火層。提高了齒圈的每個(gè)齒的兩側(cè)齒根及其附近表面在與行星輪齒面嚙合傳遞扭矩時(shí)，要求有的較高的極限扭矩和疲勞壽命；同時(shí)齒圈的淬火變形很小，完全滿足設(shè)計(jì)及生產(chǎn)技術(shù)要求；鋼鐵材料激光淬火都具有明顯的硬化效果，齒圈的材料主要有40Cr和42CrMo等合金鋼，其激光硬化處理的表面硬度可達(dá)672HV0.2（58.5HRC）以上，滿足齒圈硬化技術(shù)要求；齒圈齒根激光處理硬化帶的尺寸及其分布（激光處理硬化模型）很重要，需采用特定技術(shù)方法，在齒圈齒根表面形成所需硬化模型的激光淬火硬化帶。

附圖說明

圖1?發(fā)明的齒圈齒根表面激光淬火帶示意圖。

圖2?發(fā)明的齒圈齒根激光硬化層橫截面示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述：內(nèi)齒圈齒根激光淬火硬化方法，其特征在于：齒圈1的每個(gè)齒槽底部及相連的兩個(gè)齒根側(cè)面淬火的表面，激光淬火方法相同，其具體步驟如下：?（1）?將內(nèi)齒圈置于數(shù)控精密旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上的現(xiàn)有專用夾具上，齒圈1軸線與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)軸線重合；（2）?齒圈1上端放置擋光圈；（3）合理匹配激光功率為400-10000W、激光束掃描速度為10-80mm/min、聚焦鏡焦距為200-1000mm、離焦量絕對(duì)值為0-150mm、保護(hù)氣為氬氣或氮?dú)猓唬?）?激光束為單光束或雙光束以20°～90°角入射至齒圈齒槽底部及相連的齒側(cè)需要淬火的表面?；（5）?導(dǎo)光頭上下移動(dòng)，配之以回轉(zhuǎn)臺(tái)周期性小角度分度回轉(zhuǎn)帶動(dòng)齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)，或?qū)Ч忸^上下移動(dòng)+轉(zhuǎn)動(dòng),在處理表面形成激光硬化帶2；其激光硬化帶2數(shù)量為≧1條/齒槽；激光硬化帶2長(zhǎng)度L為20~200mm；?激光硬化帶2寬度W=W1+W2+W0為2～50mm；齒側(cè)面激光硬化帶2表面積占齒側(cè)面表面積比為10%～100%；激光硬化帶2層深S=S1=S2為0.1～1.2mm；（6）光閘一次開關(guān)，完成齒圈1所有齒根的激光淬火硬化。

實(shí)施例1