本發(fā)明涉及一種齒輪的熱處理方法，具體是一種螺旋傘齒輪的熱處理方法，屬于齒輪制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用最廣的一種傳動(dòng)形式，由于其具有傳動(dòng)比準(zhǔn)確、效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、壽命長等特點(diǎn)，因而在現(xiàn)代機(jī)床和儀器中的應(yīng)用極為廣泛。
齒輪作為齒輪傳動(dòng)的基礎(chǔ)元件，是輪緣上有齒能連續(xù)嚙合傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的機(jī)械元件，其中直齒圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)工藝性最好、最易加工，可采用任何一種齒形加工方法加工輪部，而對(duì)于螺旋傘齒輪(即螺旋圓錐齒輪)，由于其輪齒分布在一個(gè)圓錐體的表面、且齒形從大端到小端逐漸減小的圓弧形狀，因此螺旋傘齒輪加工是齒輪加工中比較復(fù)雜的一種。
螺旋傘齒輪常用于兩相交軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞，在各種機(jī)械傳動(dòng)中，以螺旋傘齒輪的傳動(dòng)效率為最高，對(duì)各類傳動(dòng)尤其是大功率傳動(dòng)具有很大的經(jīng)濟(jì)效益，而且螺旋傘齒輪傳遞同等扭矩時(shí)需要的傳動(dòng)件傳動(dòng)副最省空間，同時(shí)螺旋傘齒輪具有傳動(dòng)比穩(wěn)定、工作可靠、壽命長的特點(diǎn)。
現(xiàn)有的螺旋傘齒輪制造方法通常包括落料、鍛壓、車床粗車、前置熱處理、精車、銑齒、后置熱處理、磨齒等工序，中的后置熱處理工序是使螺旋傘齒輪具有優(yōu)良的耐磨性、較高的抗接觸疲勞和抗彎曲疲勞性能及壽命長的關(guān)鍵工序，目前螺旋傘齒輪的后置熱處理常規(guī)的作法是采用網(wǎng)帶爐生產(chǎn)線滲碳淬火回火，這種傳統(tǒng)方法存在螺旋傘齒輪各部分溫差變化較大的問題，進(jìn)而造成處理的螺旋傘齒輪存在變形量較大的缺陷，從而造成熱處理后成品率較低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供一種螺旋傘齒輪的熱處理方法，可以實(shí)現(xiàn)降低螺旋傘齒輪各部分溫差，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)降低螺旋傘齒輪的熱處理變形量、保證較高的螺旋傘齒輪熱處理成品率。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本螺旋傘齒輪的熱處理方法包括以下步驟：
a.裝筐操作：將正火處理過并粗車、銑齒后的螺旋傘齒輪半成品碼放整齊裝入熱處理料筐中；
b.進(jìn)爐前清洗處理：將碼放有螺旋傘齒輪半成品的熱處理料筐整體浸入清洗池中對(duì)螺旋傘齒輪進(jìn)行清洗，清除螺旋傘齒輪表面殘留污物；
c.滲碳處理：將完成進(jìn)爐前清洗處理的熱處理料筐整體整體置入滲碳爐中，控制滲碳爐爐溫進(jìn)行階梯升溫保溫的加熱方式；
d.等溫淬火處理：將完成滲碳處理的熱處理料筐整體置入冷卻油池中進(jìn)行等溫淬火冷卻；
e.淬火后清洗處理：將完成淬火處理的熱處理料筐整體浸入清洗池中對(duì)螺旋傘齒輪進(jìn)行清洗，清除螺旋傘齒輪表面殘留油污；
f.回火處理：將完成淬火后清洗處理的熱處理料筐整體整體置入回火爐中對(duì)螺旋傘齒輪進(jìn)行回火處理；
g.空冷處理：將完成回火處理的熱處理料筐整體整體取出并在空氣中冷卻。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的步驟c中滲碳爐內(nèi)部滲碳過程中充入丙烷氣體。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的步驟c中階梯升溫保溫加熱方式具體包括以下步驟：①800～830℃均溫10min；②850～890℃強(qiáng)滲保溫20min；③900℃擴(kuò)散保溫15min；④820～830℃淬火均溫30min。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的步驟d中冷卻油池的油溫為135～145℃。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的步驟f中回火處理溫度為185～195℃，時(shí)間為180min。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的熱處理料筐具有多層的懸空網(wǎng)格隔段式結(jié)構(gòu)，每個(gè)隔段內(nèi)均設(shè)有齒輪定位機(jī)構(gòu)，螺旋傘齒輪本成品分別置入每個(gè)隔段內(nèi)。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的步驟b和步驟e的清洗處理過程中對(duì)熱處理料筐進(jìn)行振動(dòng)操作。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本螺旋傘齒輪的熱處理方法中由于滲碳處理采用階梯升溫保溫的加熱方式，因此可以減小螺旋傘齒輪各部位的溫差，消除加工應(yīng)力的產(chǎn)生，減小因加熱過快而導(dǎo)致的螺旋傘齒輪變形；由于在滲碳處理后采用等溫淬火處理，因此恒定的油池溫度確保螺旋傘齒輪冷卻均勻，減小螺旋傘齒輪的變形，實(shí)現(xiàn)降低螺旋傘齒輪的熱處理變形量、保證較高的螺旋傘齒輪熱處理成品率。
具體實(shí)施方式
本螺旋傘齒輪的熱處理方法包括以下步驟：
a.裝筐操作：將正火處理過并粗車、銑齒后的螺旋傘齒輪半成品碼放整齊裝入熱處理料筐中；
b.進(jìn)爐前清洗處理：將碼放有螺旋傘齒輪半成品的熱處理料筐整體浸入清洗池中對(duì)螺旋傘齒輪進(jìn)行清洗，清除螺旋傘齒輪表面殘留污物；
c.滲碳處理：將完成進(jìn)爐前清洗處理的熱處理料筐整體整體置入滲碳爐中，控制滲碳爐爐溫進(jìn)行階梯升溫保溫的加熱方式；
d.等溫淬火處理：將完成滲碳處理的熱處理料筐整體置入冷卻油池中進(jìn)行等溫淬火冷卻；
e.淬火后清洗處理：將完成淬火處理的熱處理料筐整體浸入清洗池中對(duì)螺旋傘齒輪進(jìn)行清洗，清除螺旋傘齒輪表面殘留油污；
f.回火處理：將完成淬火后清洗處理的熱處理料筐整體整體置入回火爐中對(duì)螺旋傘齒輪進(jìn)行回火處理；
g.空冷處理：將完成回火處理的熱處理料筐整體整體取出并在空氣中冷卻。
為了減小螺旋傘齒輪齒形的變形、提高表面硬度，作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的步驟c中滲碳爐內(nèi)部滲碳過程中充入丙烷氣體。
由于零件在加熱過程中，不僅熱應(yīng)力會(huì)產(chǎn)生畸變，同時(shí)釋放內(nèi)應(yīng)力也會(huì)產(chǎn)生畸變，而加熱速度是影響螺旋傘齒輪應(yīng)力產(chǎn)生的一個(gè)重要因素，螺旋傘齒輪各部位的溫差越大則應(yīng)力也就越大，因此為了減小螺旋傘齒輪齒形的變形，作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的步驟c中階梯升溫保溫加熱方式具體包括以下步驟：①800～830℃均溫10min；②850～890℃強(qiáng)滲保溫20min；③900℃擴(kuò)散保溫15min；④820～830℃淬火均溫30min。
為了減小螺旋傘齒輪的熱處理變形，作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的步驟d中冷卻油池的油溫為135～145℃。
為了保證螺旋傘齒輪的表面硬度，作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的步驟f中回火處理溫度為185～195℃，時(shí)間為180min。
為了進(jìn)一步防止螺旋傘齒輪在熱處理過程中互相磕碰變形，作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的熱處理料筐具有多層的懸空網(wǎng)格隔段式結(jié)構(gòu)，每個(gè)隔段內(nèi)均設(shè)有齒輪定位機(jī)構(gòu)，螺旋傘齒輪本成品分別置入每個(gè)隔段內(nèi)。
為了縮短清洗時(shí)間、防止過長的間隔時(shí)間造成溫度變化大，作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的步驟b和步驟e的清洗處理過程中對(duì)熱處理料筐進(jìn)行振動(dòng)操作。
本螺旋傘齒輪的熱處理方法中由于滲碳處理采用階梯升溫保溫的加熱方式，因此可以減小螺旋傘齒輪各部位的溫差，消除加工應(yīng)力的產(chǎn)生，減小因加熱過快而導(dǎo)致的螺旋傘齒輪變形；由于在滲碳處理后采用等溫淬火處理，因此恒定的油池溫度確保螺旋傘齒輪冷卻均勻，減小螺旋傘齒輪的變形，實(shí)現(xiàn)降低螺旋傘齒輪的熱處理變形量、保證較高的螺旋傘齒輪熱處理成品率。