[发明专利]薄壁齿圈渗碳后产生椭圆或锥度变形的校正淬火方法

说明书

技术领域

本发明属于热处理技术领域，特别涉及到一种薄壁齿圈渗碳后产生椭圆或锥度变形的校正淬火方法。

背景技术

薄壁齿圈是减速器的重要零件之一。薄壁齿圈在减速器上起到传动的作用，因此对薄壁齿圈精度要求比较严格，而薄壁齿圈在渗碳处理过程中，容易发生椭圆和锥度变形，这给后序的精车加工带来极大难度，直至造成齿圈的加工报废。

薄壁齿圈的椭圆度不能大于1mm，锥度不超过2mm。这里的椭圆度是指薄壁齿圈发生变形后，出现齿顶圆直径大小不相等，其齿顶圆直径的最大值与最小值之差为薄壁齿圈椭圆变形后椭圆度。锥度是指薄壁齿圈变形后，齿顶圆上同一条母线上的齿部不在同一垂直线上，则母线上齿顶圆直径的最大值与最小值之差为锥度。

薄壁齿圈在渗碳过程中产生变形的影响因素有很多，如成分偏析、铸造和锻造应力在正火过程中消除的不充分、正火后冷速过大造成的热应力、组织转变的组织应力、冷加工开齿产生的应力不均、热处理炉温度的不均匀产生的应力等等。这些诸多因素均可能造成薄壁齿圈产生变形，特别是薄壁齿圈的壁厚很薄，在应力的作用更容易产生变形。

发明内容

针对薄壁齿圈在渗碳处理后的椭圆变形或锥度变形，本发明提供了一种薄壁齿圈渗碳后产生椭圆或锥度变形的校正淬火方法，利用该校正淬火方法可以消除薄壁齿圈渗碳后产生的椭圆或锥度变形，为淬火回火提供技术保证。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

所述的薄壁齿圈渗碳后产生椭圆或锥度变形的校正淬火方法是先设计一套八爪式工装，所述的八爪式工装由一个直径为Φd的圆盘和卡在在圆盘外圆上且互为45°的八个卡爪构成，卡爪呈形台阶状，卡爪的非台阶面设有卡槽，通过卡爪的卡槽与圆盘外圆联接，当八个卡爪在圆盘上按45°调配好位置后再将卡爪与圆盘的接触边缘通过镶焊的方式使其定位固定，对称调配成180°的两个卡爪台阶面最小间距取值为L1，所述的L1等于薄壁齿圈渗碳后产生椭圆变形的内孔直径最大值和最小值的平均值；对称调配成180°的两个卡爪台阶面最大间距取值为L2，所述的L2等于薄壁齿圈齿根部直径；与最小间距L1相关的卡爪台阶面称为八爪式工装安装垂直面，所述的八爪式工装安装垂直面与八爪式工装的轴线平行，同理与八爪式工装安装垂直面相交的垂直面即(L2-L1)/2的尺寸面称为八爪式工装安装水平面，所述的八爪式工装安装水平面与八爪式工装的轴线垂直；薄壁齿圈齿顶圆直径锥度变形最大的一端称为上端平面，薄壁齿圈齿顶圆直径锥度变形最小的一端称为下端平面；将渗碳后产生椭圆或锥度变形的薄壁齿圈上端平面朝上放在加热炉内加热，加热炉温控制在600℃，保温3小时后取出薄壁齿圈并平放在工作台上，此时薄壁齿圈的下端平面与工作台接触，将八爪式工装安装垂直面套入薄壁齿圈内孔里并使八爪式工装安装水平面紧靠薄壁齿圈的上端平面，待薄壁齿圈空冷至室温状态时，利用八爪式工装安装垂直面的支撑作用使薄壁齿圈渗碳后产生的椭圆变形得以校正，在此过程中由于八爪式工装安装水平面紧靠薄壁齿圈的上端平面，而薄壁齿圈的下端平面与工作台接触，使得薄壁齿圈的上端平面与下端平面冷速接近以减少薄壁齿圈的锥度变形；将室温状态抱在一起的薄壁齿圈和八爪式工装一同加热淬火，加热淬火过程中使得薄壁齿圈和八爪式工装同时加热膨胀，而淬火冷却时，由于八爪式工装比薄壁齿圈冷速快，故而八爪式工装的收缩率也比薄壁齿圈快，因此可将八爪式工装从薄壁齿圈内孔中脱离出来，使得薄壁齿圈在加热淬火过程中不产生椭圆或锥度变形，最后单独对薄壁齿圈进行两次回火以消除内应力，两次回火的温度控制在180℃，保温时间控制在10小时，随炉自然冷却即可。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：

1、本发明利用八爪式工装的辅助作用可以校正薄壁齿圈渗碳后产生的椭圆或锥度变形，使薄壁齿圈的椭圆度控制在1mm以内，锥度控制在2mm以内，符合薄壁齿圈的技术要求。

2、本发明为淬火回火工序提供了可靠的技术保证。

3、本发明的八爪式工装结构简单，制作方便。

附图说明

图1是本发明的八爪式工装示意图。

图2是八爪式工装示意图的A-A剖面图。

图3是现有薄壁齿圈的热处理工艺的大致路线

图4是薄壁齿圈的热处理工艺变更路线

上述图中：1-卡爪；2-圆盘。

具体实施方式