[发明专利]一种防止大型齿圈热处理后圆度超差的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属材料热处理技术，特别是一种防止大型齿圈热处理后圆度超差的方法。

背景技术

零件热处理工艺中的调质处理通常是指将钢铁材质的零件加热到奥氏体化温度Ac3或Ac1点以上某一温度，保持一定时间，然后以临界冷却速度，冷却到获得马氏体组织，再进行高温回火的热处理工艺。由于加热和冷却时零件界面的温度和组织变化的不均匀性，以及零件承受重力和工装夹持力等，在内应力和外力的作用下，零件热处理后或多或少都会产生畸变，大型齿圈调质处理经常出现两种变形，一种是平面翘曲变形，一种是淬火后变成椭圆即圆度超差，在变形方式上，圆度超差是最难以进行校正的。

大型齿圈是增速机的重要部件之一，包括一级内齿圈和二级内齿圈，一级内齿圈外径3800mm、内径3500mm、高400mm，二级内齿圈外径3000mm、内径2700mm、高155mm，这类大型齿圈的热处理工艺流程通常为：锻造-正火-粗加工-调质处理-精加工。由于这类大型齿圈直径较大、壁厚较薄，热处理时极易变形，通常在热处理前都留有加工余量，以保证热处理后变形也能够有加工余量。但是，由于热处理有过多因素的影响，尤其是一些意外因素的存在，仍会有少数零件变形量超过加工余量；而这类大型齿圈加工工序复杂，如报废将会造成巨大的经济损失，因此有必要对其进行校正。

对现有技术文件的文献检索中发现，目前这类大型齿圈的热处理校正工艺大多采用火焰热点法和工装定型法校正大型齿圈的椭圆变形，但这两种方法均需要增加额外的工序、工期、能源消耗及劳动强度，对于批量热处理件来说，不仅过于复杂而且周期长、成本高。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提出一种不额外增加工序、工期、能源消耗及劳动强度的防止大型齿圈热处理后圆度超差的方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种防止大型齿圈热处理后圆度超差的方法包括以下步骤：

A、预选易变形的大型齿圈；

B、对大型齿圈进行调质处理即淬火+高温回火，淬火后控制终冷温度在材质的Ms点至Mz点之间的温度；

C、对大型齿圈进行变形测量；

D、将产生椭圆变形的大型齿圈用千斤顶顶在大型齿圈短轴方向的大型齿圈高度1/4处，直到将椭圆变形的大型齿圈顶到所需尺寸为止；

E、将事先准备好的顶轴顶在靠近千斤顶所顶短轴方向的大型齿圈高度3/4处；

F、撤下千斤顶；

G、将带着顶轴的大型齿圈再进炉进行正常回火处理；

H、将大型齿圈回火后空冷至室温，卸掉顶轴，再次测量大型齿圈变形量；

I、如果大型齿圈变形量满足加工余量要求，则变形一次校正到位，回火后不需再进行校正。

本发明所述的易变形的大型齿圈是直径较大壁厚较薄的大型齿圈或者粗加工后存在黑皮的大型齿圈。

本发明所述的顶轴的长度根据大型齿圈变形量大小和材质的膨胀系数确定，以恰好顶到椭圆短轴两端距离为最佳长度为准。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、由于本发明只是在原有热处理工艺流程中增加测量变形量和安装顶轴的步骤，这两个步骤均不影响原有的热处理工艺，而且校正成功率达到100％。因此，本发明实现了不额外增加工序、工期、能源消耗及劳动强度的目的。

2、由于本发明操作简单、能耗低、效率高，从而适合于大型齿圈的批量生产，缩短了产品的制造周期、避免了出现废品、降低了产品的制造成本。

3、由于本发明选择在材质的Ms与Mz点之间的温度进行校正，而在此温度下，材质内部组织尚存在大量的残留奥氏体还未完全转变成马氏体，易于改变其弹性变形，尤其对Ms点在300℃以上的材质效果更加显著。

附图说明

本发明共有附图3张，其中：

图1是已产生椭圆变形的大型齿圈示意图。

图2是用千斤顶顶起的产生椭圆变形的大型齿圈示意图。

图3是用顶轴顶起的产生椭圆变形的大型齿圈示意图。

图中：1、大型齿圈，2、千斤顶，3、顶轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步地描述。如图1-3所示，一种防止大型齿圈热处理后圆度超差的方法包括以下步骤：

A、预选易变形的大型齿圈1；

B、对大型齿圈1进行调质处理即淬火+高温回火，淬火后控制终冷温度在材质的Ms点至Mz点之间的温度；

C、对大型齿圈1进行变形测量；

D、将产生椭圆变形的大型齿圈1用千斤顶2顶在大型齿圈1短轴方向的大型齿圈1高度1/4处，直到将椭圆变形的大型齿圈1顶到所需尺寸为止；