PDF《如何选用淬火油控制渗碳齿轮变形》

批量生产 中,由于工装、 夹具及工件之 间的影 响, 淬火冷却更 不可能保证均匀一致.从上述角度来看 , 齿形齿 向 的变形是不可避免的. 若齿形齿 向变形有规律 , 掌握并 能够将其变形 控制在较小的范 围之 内, 使其 有重 复性 、 稳定性 , 那 么通过冷热加工工艺配合 , 是 可以满足齿轮 的技术 质量要求的.但是 由于淬 火油 的这 种 不确定性 ( 暂不考虑其它因素影响) , 使 产品变形 的散差较大 ( 非正态分布 ) , 产 生部分产 品变形超差 以致报废 . 对 于齿形齿向的变形 , 在保证有效硬化层 的前提下 , 应该选用特性温度高 , 粘度尽量大 的油 品.采用等 温分级淬火 油对 于控制这 种类 型的变形很有效 , 若 同时辅助以较强烈的搅拌 , 可有效抑制这种 不确定 性 , 使其变形能够得到有效控制. 变截面齿 轮除 了具 有对称 结构齿 轮 的变形 问题,它还具有其独特 的变形特点 , 如 内花键 喇叭 口、 平面度差 ( 翘曲) 等.几种典型的变截面齿轮如图

2 所示 .变形主要是 由于截 面上有效厚度不均 , 淬火时淬硬层分布不均匀 , 使其淬火应力不能得到平衡 , ・

5 2・ 热处理技术与装备 第32卷 在局部产生较大的塑性变形.这种小模数的变截面 齿轮变形 , 从本质上讲主要是组织应力主导 的应力 变形 , 解决此类 变形要求油 品具有 以下 两个特 点:

一、较高的特性温度和高温冷速 , 保证均匀一致的淬 硬层 , 同时增加淬火时的热应 力;

二、较低 的低温冷 速,降低组织转变时的组织应力.

1 R C <

3 5 = - _ r = =

1 l I 『 一・257.5一图2几种典型的变截面齿轮 [ , ] F i g .2 S e v e r a l t y pi c a l v a r i a b l e C Y O $ S ― s e c t i o n g e a r [ t 】 根据笔者相关 技术经验 , 建议渗碳齿轮选用的 淬火油需要具备以下基本性能 : (

1 ) 具有较好的破膜能力 , 以改善淬火冷却的均 匀性( 即较高的特性温度) ;

(

2 ) 足够 的冷却能力 , 以 保证有效硬化层 的要求 ;

(

3 ) 较低 的低温冷速 , 减小 组织应力 ;

(

4 ) 科学合理的冷却分布, 有效地控制淬 火工件 的应力分布.

3 半轴齿内花键的变形控制试验 对于变截面齿轮的内花键 或内孔 变形 , 一直是 个棘手的问题 , 主要表现为壁薄的一端缩孔较多 , 壁 厚的一端缩孔较少, 形成 喇叭口 问题.通过 防渗、 胀孔、 穿芯轴等方式可 以有效解决 , 但成本 高、 生产 效率低, 现代化大生产的企业很少能接受 . 以半轴精锻齿轮为例 , 采用不同油 品进行试生 产,如图 3所示 .半轴精锻齿轮材料为

2 0 C r Mn T i , 采 用多用炉生产线 , 单侧搅拌 , 装炉量

3 0

0 k g 左右.半 轴齿轮技术要求 : 渗层要求

0 .

5 ―1 I T l l n , 表面硬度要 求58~62HRC,内花键锥度

0 .

0 6 m m( 喇叭 口, 合格 率>

195%) .原来采用某等温分级淬火油 , 使用油温

1 1 0℃ , 因变形大更换南京科润公司的齿轮专用淬火 油KR228C和 K R

4 6

8 C(

1 # 炉用KR468C,2样炉用icea2

8 c ) . 原渗碳工艺为

9 1 0℃强渗

1 5

0 m i n ( 碳势

1 .

0 5 ) ,

9 1

0 c C 扩散

5 0 m i n ( 碳势0 .

9 5 ) ,

8 1

0 o C 保温

3 0 m i n 油淬.更换新油后保持原工艺不变, K R

2 2

8 C使用油温

7 0 o C, K R

4 6

8 C使用油温

1 0

0 o C. 图3某厂家半轴精锻齿轮 F i g .3 P r e c i s i o n f o r g i n g s a mi a x l e g e a r o f a ma n u f a c t u r e r ・