專利名稱：空心齒輪軸滲碳淬火變形的控制方法
技術領域：
本發(fā)明屬于齒輪熱處理技術領域，尤其是涉及ー種空心齒輪軸滲碳淬火變形的控制方法。
背景技術：
空心齒輪軸是大型回轉窯、磨機等建材、礦山、冶金、有色、電カ等行業(yè)的機械設備中最關鍵的傳動部件之一，其工作負荷較大，工作條件復雜，空心齒輪軸質量的好壞直接關系到整套產品的質量。目前，空心齒輪軸的傳統(tǒng)生產エ藝流程為粗車ー探傷ー調質一半精車(內孔不車出)一探傷一半精車一粗滾一鉗エ倒角一滲碳ー車滲碳層ー淬火ー噴丸一車一半精滾齒一車(中心孔的導向孔)一深孔鏜鏜中部通孔一精車外圓一磨一磨齒一鉆端面孔一配鉆銷孔?？招凝X輪軸按照傳統(tǒng)エ藝進行滲碳淬火后，大致發(fā)生兩種變形一種是齒頂圓成腰鼓形，齒部兩端的外徑略脹大，而中間段則收縮，齒幅越寬，腰鼓越明顯；另ー種變形是齒向變形，即螺旋角増大，如圖1中所示，淬火后齒頂圓2與淬火前齒頂圓1相比成腰鼓形，淬火后齒向4與淬火前齒向3相比増大?？招凝X輪軸淬火變形量大，使齒頂圓尺寸與淬火前相比有所減小，會導致公法線與齒頂圓超差嚴重，超差較大時會導致報廢，且易出現(xiàn)齒面一面加工量大、一面加工量小的情況，造成齒面滲碳層不均，在使用過程中易出現(xiàn)點蝕、剝落、 斷齒等失效形式。

發(fā)明內容
為解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種空心齒輪軸滲碳淬火變形的控制方法，其適用于空心齒輪軸內孔尺寸為20(T450mm，且內孔尺寸與外孔尺寸的比值為2/3、/5 的空心齒輪軸，能夠大大減小腰鼓變形和齒向變形，同時齒頂圓尺寸與淬火前相比略有增大，完全避免了齒頂圓與公法線尺寸超差。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術方案
一種空心齒輪軸滲碳淬火變形的控制方法，其在原有的空心齒輪軸生產エ藝基礎上進行改進，在滲碳エ序之后、淬火エ序之前對空心齒輪軸進行開通孔加工，留量為纊12mm。上述的空心齒輪軸滲碳淬火變形的控制方法中，對空心齒輪軸開通孔加工后，進行淬火處理，淬火步驟為(1)、將空心齒輪軸放入熱處理爐內，以5(T60°C/h的速度升溫至 350^4000C，保溫2 3h后以50 60で/h的速度升溫至600 650で，保溫3 5h后以60 70で/ h的速度升溫至淬火溫度81(T83(TC，保溫4、h;(2)、將空心齒輪軸從爐中吊出，放入快速淬火油中淬火6(Tl20min，エ件上下竄動纊12分鐘，油溫控制在7(T90°C，表面溫度冷卻至彡150°C之后從油中取出；(3)、冷卻結束后及時裝爐，以3(T40°C /h的速度升溫至 180 200で，保溫8 12h，出爐空冷。由于采用如上所述的技術方案，本發(fā)明具有如下優(yōu)越性
一、傳統(tǒng)ェ藝處理的空心齒輪軸淬火變形的原因為由于淬火時空心齒輪軸內部距表面不同深度的部位冷卻不均勻和相變不均勻，導致變形嚴重。本發(fā)明的空心齒輪軸滲碳淬火變形的控制方法，通過淬火前對空心齒輪軸開通孔，達到増大冷卻面積和減小截面尺寸的效果，可以使エ件在淬火時內外冷卻和相變相對均勻，減小淬火變形量，同吋，可使齒頂圓和公法線尺寸與淬火前相比略有増大。ニ、該空心齒輪軸滲碳淬火變形的控制方法，淬火時快速淬火油溫度控制在 7(T90°C，此時冷卻介質粘度小，流動性好?？招凝X輪軸浸入快速淬火油后，エ件上下竄動10 分鐘可以有效減小蒸汽膜階段，使各部位冷卻相對均勻。因其淬火時內外冷卻，因此冷卻均勻性好，同時冷卻速度比實芯齒輪軸冷卻速度快，在減小畸變的同時，提高了エ件心部強/又。三、以模數(shù)25的空心齒輪軸為例，磨齒時公法線留量在0. 35mnT0. 45mm范圍內，而空心齒輪軸平均超差尺寸為0. 41mm,因此磨齒時的磨削量比設計要求増大了一倍，即磨削費用增加了一倍。采用本發(fā)明的空心齒輪軸滲碳淬火變形控制方法，可以完全避免空心齒輪軸的公法線超差。四、該空心齒輪軸滲碳淬火變形的控制方法，其校正原理符合金屬材料的科學原理，成功效率極高，是控制齒輪軸變形的有效方法；有效減免了公法線與齒頂圓尺寸超差， 為后續(xù)加工減少加工量，節(jié)約成本，提高效率，具有明顯的經濟效益。


圖1是現(xiàn)有技術中空心齒輪軸淬火前后的齒頂圓及螺旋角變形示意圖； 圖2是本發(fā)明的空心齒輪軸開通孔示意圖中1 一淬火前齒頂圓；2 —淬火后齒頂圓；3 —淬火前齒向；4 ー淬火后齒向；5 —通孔。
具體實施例方式下面通過附圖和實施例對本發(fā)明的技術方案作進ー步詳細說明。本發(fā)明的空心齒輪軸的生產エ藝流程為粗車一探傷一調質一半精車(內孔不車出)一探傷一半精車一粗滾一鉗エ倒角一滲碳ー車滲碳層ー車(中心孔的導向孔)ー深孔鏜鏜中部通孔一淬火一噴丸一車(精車導向孔)一深孔鏜鏜中部通孔到尺寸一精車外圓一磨外圓一半精滾齒一磨齒一鉆端面孔一配鉆銷孔。本發(fā)明的空心齒輪軸滲碳淬火變形的控制方法，エ藝流程為
如圖2所示，本發(fā)明所述的空心齒輪軸滲碳淬火變形的控制方法，其在原有的空心齒輪軸生產エ藝基礎上進行改進，在滲碳エ序之后、淬火エ序之前對空心齒輪軸進行開通孔5加工，留量為IOmm;然后進行淬火處理，具體步驟為(1)、將エ件放入熱處理爐內，以 600C /h的速度升溫至350°C，保溫2h后以60°C /h的速度升溫至650°C，保溫4h后以60°C / h的速度升溫至淬火溫度820°C，保溫他；(2)、將エ件從爐中吊出，放入快速淬火油中淬火 90min，エ件上下竄動10分鐘，溫度控制在7(T90°C，表面溫度冷卻至< 150°C之后從油中取出；(3)、冷卻結束后及時裝爐，以40°C /h的速度升溫至200士 10°C，保溫他，出爐空冷。以兩個空心齒輪軸的開通孔控制淬火變形量為例說明本發(fā)明的技術方案，淬火前后齒頂圓與公法線尺寸如表1-1與表1-2所示，空心齒輪軸硬度檢測如表1-3所示。
表1-1空心齒輪軸開通孔淬火前后齒頂圓尺寸變化
權利要求
1.一種空心齒輪軸滲碳淬火變形的控制方法，其特征是其在原有的空心齒輪軸生產 エ藝基礎上進行改進，在滲碳エ序之后、淬火エ序之前對空心齒輪軸進行開通孔加工，留量為 8 12mm0
2.根據(jù)權利要求1所述的空心齒輪軸滲碳淬火變形的控制方法，其特征是對空心齒輪軸開通孔加工后，進行淬火處理，淬火步驟為(1 )、將空心齒輪軸放入熱處理爐內，以 50^600C /h的速度升溫至350 400で，保溫2 3h后以50 60で/h的速度升溫至600 650で， 保溫3 5h后以60 70で/h的速度升溫至淬火溫度810 830。C，保溫4 8h ； (2)、將空心齒輪軸從爐中吊出，放入快速淬火油中淬火6(Tl20min，エ件上下竄動纊12分鐘，油溫控制在7(T90°C，表面溫度冷卻至彡150°C之后從油中取出；(3)、冷卻結束后及時裝爐，以 30^400C /h的速度升溫至180 200で，保溫8 12h，出爐空冷。
全文摘要
本發(fā)明公開一種空心齒輪軸滲碳淬火變形的控制方法，其在原有的空心齒輪軸生產工藝基礎上進行改進，在滲碳工序之后、淬火工序之前對空心齒輪軸進行開通孔加工，留量為8~12mm。本發(fā)明能夠大大減小腰鼓變形和齒向變形，同時齒頂圓尺寸與淬火前相比略有增大，完全避免了齒頂圓與公法線尺寸超差，為后續(xù)加工減少加工量，節(jié)約成本，提高效率，具有明顯的經濟效益。
文檔編號C21D1/18GK102560061SQ20111045484
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權日2011年12月30日
發(fā)明者于慎君, 于文平, 代博杰, 劉曉珂, 席志永, 張峰, 李光, 李德福, 林乙丑, 殷立濤, 石如星, 聶新林, 郎慶斌, 陳艷芳, 陶凱 申請人:中信重工機械股份有限公司