[發(fā)明專利]一種控制薄壁齒輪滲碳淬火變形的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111059496.6
• 申請(qǐng)日: 2021-09-10
• 公開（公告）號(hào): CN113699357A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李黔希;楊華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 貴州群建精密機(jī)械有限公司
• 主分類號(hào): C21D9/32
• 分類號(hào): C21D9/32;C21D1/18;C21D11/00;C23C8/22;C23F17/00
• 代理公司: 貴陽(yáng)中新專利商標(biāo)事務(wù)所 52100
• 代理人: 李龍

本發(fā)明提供一種控制薄壁齒輪滲碳淬火變形的方法，該方法是將薄壁齒輪按下述工藝參數(shù)進(jìn)行滲碳淬火：強(qiáng)滲溫度為930±10℃、碳濃度Cp＝1.16?1.22，擴(kuò)散溫度為840±5℃、Cp＝0.82?0.86，淬火溫度為840℃，升溫速度≦4℃/min,淬火油溫為90±5℃，裝爐方式為平鋪裝爐，并在齒輪內(nèi)部放置一個(gè)等高實(shí)心工裝。將薄壁齒輪滲碳淬火變形控制在一定的范圍內(nèi)，同時(shí)保證不同批次薄壁齒輪滲碳淬火變形的一致性，從而克服現(xiàn)有技術(shù)方法的不足。屬于薄壁齒輪滲碳淬火技術(shù)及其應(yīng)用領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種控制薄壁齒輪滲碳淬火變形的方法，屬于薄壁齒輪滲碳淬火技術(shù)及其應(yīng)用領(lǐng)域。

背景技術(shù)

重型卡車發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)齒輪系的主動(dòng)輪為曲軸齒輪，該齒輪是典型的薄壁齒輪。為了實(shí)現(xiàn)120萬(wàn)公里無(wú)大修要求，該齒輪需具有高強(qiáng)度、高耐磨性、長(zhǎng)壽命的特點(diǎn)。熱處理工藝實(shí)現(xiàn)上通常采用滲碳淬火方式獲得高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨和高疲勞強(qiáng)度。

滲碳淬火處理工藝一般具有變形大，不規(guī)律，一致性差等特點(diǎn)。影響齒輪變形和一致性的因數(shù)有很多，主要有齒輪的幾何形狀、原材料以及冶金質(zhì)量、鍛造、機(jī)加工的殘余應(yīng)力、熱應(yīng)力、零件自重、裝爐方式、熱處理工藝及設(shè)備精度等。

現(xiàn)有的技術(shù)方法中，薄壁齒輪的滲碳淬火裝爐通常采用穿桿懸掛或者平鋪的方式；對(duì)于淬火過程中油溫通常沒有一個(gè)固定的范圍，多數(shù)采用常溫進(jìn)行淬火，或者在淬火過程中對(duì)油溫進(jìn)行適當(dāng)加熱，但不控制油溫的。

采用現(xiàn)有技術(shù)方法進(jìn)行滲碳淬火，主要存在的問題有：

不管是采用平鋪或者是穿桿掛裝方式進(jìn)行滲碳淬火，均不能避免齒輪橢圓變形，嚴(yán)重的情況下造成齒輪報(bào)廢。

采用不同的油溫進(jìn)行滲碳淬火，齒輪的變形量大小不同；前后采取不一樣的油溫進(jìn)行滲碳淬火，薄壁齒輪變形的一致性差。

因此，采用現(xiàn)有技術(shù)方法對(duì)薄壁齒輪進(jìn)行滲碳淬火處理，無(wú)法保證處理后齒輪變形小，一致性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目在于：提供一種用于控制薄壁齒輪滲碳淬火變形小，一致性好的方法，將薄壁齒輪滲碳淬火變形控制在一定的范圍內(nèi)，同時(shí)保證不同批次薄壁齒輪滲碳淬火變形的一致性，從而克服現(xiàn)有技術(shù)方法的不足。

為達(dá)到上述目的，擬采用這樣一種控制薄壁齒輪滲碳淬火變形的方法，該方法是選取薄壁齒輪，按下述工藝參數(shù)進(jìn)行滲碳淬火：強(qiáng)滲溫度為930±10℃、碳濃度Cp＝1.16-1.22，擴(kuò)散溫度為840±5℃、Cp＝0.82-0.86，淬火溫度為840℃，升溫速度≦4℃/min,淬火油溫為90±5℃，裝爐方式為平鋪裝爐，并在齒輪內(nèi)部放置一個(gè)等高實(shí)心工裝，工裝外壁與薄壁齒輪內(nèi)壁的間距8mm-12mm。。

所述薄壁齒輪為20CrMnTi材料，幾何參數(shù)為：內(nèi)徑Φ119.90±0.01mm，齒頂圓直經(jīng)為Φ153.60±0.1mm，齒根圓直經(jīng)為Φ136.55±0.15mm，模數(shù)為2.75mm，齒數(shù)為50齒，螺旋角β19℃，左旋，精度為7級(jí)GB10095，采取上述方案進(jìn)行滲碳淬火，可將齒輪內(nèi)孔橢圓度控制在0.11mm以下，M值控制在0.02mm以下。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下：

1)本發(fā)明控制薄壁齒輪在升溫過程中的升溫速度，能夠有效避免因?yàn)樯郎剡^快導(dǎo)致薄壁齒輪受熱不均引起的變形問題，能有效避免因受熱不均引起薄壁齒輪滲碳淬火后的變形過大的問題。

2)本發(fā)明通過確定淬火過程中油溫最佳溫度范圍，能夠一定程度上避免因淬火油冷卻速度過高或者過低引起薄壁齒輪在淬火過程中的內(nèi)外散熱不均的問題，從而避免變形過大的問題。

3)本發(fā)明通過將薄壁齒輪進(jìn)行平鋪裝爐，并在齒輪內(nèi)部放置一個(gè)等高實(shí)心工裝，可以平衡薄壁齒輪淬火過程中內(nèi)外部因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)差異引起的冷卻不均問題，從而避免薄壁齒輪變形過大的問題。