[發(fā)明專利]一種超高強度不銹鋼齒輪表面復合強化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110037422.6
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112756707B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張加波;鄭立彥;韓建超;梁志強;王春健;張開虎;李楓
• 申請（專利權(quán)）人: 北京衛(wèi)星制造廠有限公司
• 主分類號: B23F1/00
• 分類號: B23F1/00;B23F19/00;B23K26/362;B24B1/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張輝

1.一種超高強度不銹鋼齒輪表面復合強化方法，其特征在于該方法的步驟包括：

步驟一，對超高強度不銹鋼CF170材料進行粗加工，形成齒坯及齒形外形；

步驟二，對步驟一得到的齒坯及齒形外形進行固溶時效熱處理，使其硬度達到HRC46-51；

步驟三，對齒坯及齒形外形利用線切割設(shè)備進行半精加工；

步驟四、利用磨床對步驟三處理后的齒坯及齒形外形進行磨削精加工，得到齒輪外形，同時通過磨削使表層材料發(fā)生形變強化，表面粗糙度Ra0.8-1.6μm，在齒輪表面形成明顯的波峰波谷；磨削精加工時，進給速度1000-2000mm/min，磨削深度0.1-0.5mm；磨削砂輪選用鑄鐵基結(jié)合劑的砂輪，磨粒粒度60目，磨粒負前角為60-70度；

步驟五、利用激光噴丸設(shè)備產(chǎn)生的高能短脈沖激光束沖擊齒輪表面，采用水流約束、鋁箔吸收的方式進行激光噴丸，形成梯度分布的硬化層和殘余壓應力層，殘余壓應力最大值出現(xiàn)在表面；

步驟六、對激光噴丸后的齒輪表面進行超聲滾光，使其表面殘余壓應力分布均勻，消除加工紋理，改善被處理表面的粗糙度，使齒輪表面光潔度達到Ra0.4。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高強度不銹鋼齒輪表面復合強化方法，其特征在于：所述步驟四中，磨削精加工時，磨粒尖部修整為圓弧，使其不具備鋒利的切削能力，同時避免加工過程中由于舊磨粒脫落產(chǎn)生新的鋒利磨粒。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高強度不銹鋼齒輪表面復合強化方法，其特征在于：所述步驟六中，超聲滾光時，選用直徑1.5mm～3mm的硬質(zhì)合金或藍寶石滾壓頭。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種超高強度不銹鋼齒輪表面復合強化方法，其特征在于：通過在線非接觸測量獲得齒面點云數(shù)據(jù)，以此規(guī)劃超聲滾光走刀路徑。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種超高強度不銹鋼齒輪表面復合強化方法，其特征在于：超聲滾光走刀路徑如下：

在齒面滾壓加工過程中，齒輪和滾壓刀具聯(lián)動，使?jié)L壓刀具法向矢量與齒面滾壓點法向矢量一致；滾壓刀具在齒根位置先沿齒寬方向由一端滾向另一端，再沿齒根向齒頂方向進給一定的深度，同時齒輪聯(lián)動旋轉(zhuǎn)一定的角度，滾壓刀具再次沿齒寬方向由一端滾壓向另一端，往復循環(huán)，直至超聲滾光走刀路徑包絡(luò)整個齒面。