[發(fā)明專利]一種薄壁環(huán)形零件淬火變形精準控制方法

在審

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• 申請日: 2022-02-25
• 公開（公告）號: CN114703357A
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設計）人: 張沛;石如星;林乙丑;蘇文博;王九花;孔玉婷;李昌義;于慎君;張廣威;張峰;陳艷芳;李禹良;劉志剛;劉東偉;閻濤;李光;代博杰;賀強;張彥娟
• 申請（專利權）人: 洛陽中重鑄鍛有限責任公司;中信重工機械股份有限公司
• 主分類號: C21D9/40
• 分類號: C21D9/40;C21D11/00;C21D1/18
• 代理公司: 洛陽市凱旋專利事務所(普通合伙) 41112
• 代理人: 陸君

一種薄壁環(huán)形零件淬火變形精準控制方法，涉及熱處理領域，具體操作步驟如下：根據零件材料成分，計算亞共析鋼的相變點Ac₃、Ar₃或過共析鋼Ac₁、Ar₁和Ms的溫度值；測量并記錄薄壁環(huán)形零件來料內徑尺寸d，根據材料成分和冷卻方式，判斷其自由狀態(tài)下淬火后直徑尺寸呈脹大或縮小趨勢；制作圓形的工裝；亞共析鋼零件、過共析鋼零件在奧氏體化保溫完成后進行測溫；降溫后將制作好的圓形工裝豎直放入零件內孔中；當亞共析鋼零件表面溫度降至T=[Ar₃+Ms]/2時、或過共析鋼零件表面溫度降至T=[Ar₁+Ms]/2時，起吊至淬火介質中冷卻；淬火冷卻結束后，將工裝從零件內孔中取出；本發(fā)明對淬火變形控制精準、操作簡便，切實有效。

技術領域

本發(fā)明涉及熱處理領域，尤其是涉及一種薄壁環(huán)形零件淬火變形精準控制方法。

背景技術

公知的，薄壁環(huán)形零件為熱處理常見的一種零件，包括薄壁滲碳類齒圈、薄壁表面淬火類軸套、薄壁調質類環(huán)形活件等，其外形特點為壁厚、高度相對直徑尺寸均較小，淬火后一方面會發(fā)生直徑尺寸的整體縮小或脹大（由材料成分和冷卻方式決定），另一方面極易發(fā)生橢圓變形，且橢圓變形會附帶端面翹曲變形，給后期的機械加工帶來了極大的困難。為了能夠加工出圖紙要求的產品，通常在制作毛坯時將零件各部余量放大，確保所加余量大于淬火變形量，這造成了嚴重的材料浪費，且零件變形后各部加工量不同而不利于零件硬度均勻性，最終影響產品的使用性能；若淬火過程變形量大于所加余量，容易造成產品無法滿足機械加工而報廢。因此提出一種在淬火過程中精準控制薄壁環(huán)形零件變形的方法，成為本領域技術人員的基本訴求。

發(fā)明內容

為了克服背景技術中的不足，本發(fā)明公開了一種薄壁環(huán)形零件淬火變形精準控制方法。

為了實現所述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種薄壁環(huán)形零件淬火變形精準控制方法，具體操作步驟如下：

（1）、根據零件材料成分，計算亞共析鋼的相變點Ac₃、Ar₃或過共析鋼Ac₁、Ar₁和Ms的溫度值；

（2）、測量并記錄薄壁環(huán)形零件來料內徑尺寸d，根據材料成分和冷卻方式，判斷其自由狀態(tài)下淬火后直徑尺寸呈脹大或縮小趨勢；

（3）、根據零件尺寸制作外形為圓形的工裝，其高度尺寸較薄壁環(huán)形零件高5～10mm；對淬火后直徑尺寸呈脹大趨勢的零件，工裝外圓尺寸為D=d×（1+3‰）；對淬火后直徑尺寸呈縮小趨勢的零件，工裝外圓尺寸為D=d；

（4）、亞共析鋼零件在Ac₃+（30~70℃）、過共析鋼零件在Ac₁+（30~70℃）奧氏體化保溫完成后，將零件吊運并豎直放置于水平托盤上，并用測溫設備監(jiān)控其表面溫度；

（5）、在亞共析鋼零件表面溫度降至Ar ₃～Ac₃溫度間或過共析鋼零件表面溫度降至Ar₁～Ac₁溫度區(qū)間時，將制作好的圓形工裝豎直放入零件內孔中；

（6）、隨著溫度的降低，零件抱緊工裝并發(fā)生塑性變形使橢圓變形消除，當亞共析鋼零件表面溫度降至T=[Ar₃+Ms]/2時、或過共析鋼零件表面溫度降至T=[Ar₁+Ms]/2時，起吊托盤載圓形工裝及零件至淬火介質中冷卻；

（7）、淬火冷卻結束后，將工裝從亞共析鋼零件內孔或過共析鋼零件內孔中取出，淬火及變形精準控制操作完成。

薄壁環(huán)形零件淬火變形精準控制方法，淬火介質為油、水或合成淬火液，在淬火介質中冷卻的時間為5~10分鐘。

薄壁環(huán)形零件淬火變形精準控制方法，所述圓形的工裝中設有內孔，且徑向的壁厚至少為薄壁環(huán)形零件壁厚的2倍，其倒角為3×45°，其外圓的粗糙度不高于Ra6.3。