[发明专利]一种减小薄壁渗碳淬火高速齿轮畸变量的方法及应用

说明书

本发明公开了一种减小薄壁渗碳淬火高速齿轮畸变量的方法，控制齿轮上的总孔的数量为3的整数倍，且呈圆周均布。上述方法应用于透平压缩机薄壁渗碳淬火高速齿轮。本发明的方法，使薄壁渗碳淬火高速齿轮的渗碳淬火工序的变形量大幅缩小，畸变量减小30％以上。畸变量的大幅减小，使齿环的质量大幅提高，接触疲劳强度和弯曲疲劳大幅提高，成本大幅下降。

技术领域

本发明涉及热处理工艺技术领域，特别涉及一种减小薄壁渗碳淬火高速齿轮畸变量的方法及应用。

背景技术

目前，薄壁渗碳淬火高速齿轮工艺孔的设计，不考虑渗碳淬火工艺过程的变形问题，或者说是在没有进行结构尺寸对渗碳淬火畸变量影响试验研究下的工艺孔设计方法，只按正常的齿轮设计方法设计，而对于薄壁渗碳淬火高速齿轮，渗碳淬火的变形量特别大，经常因为渗碳淬火后变形量大，不够加工尺寸进行返修，返修挽救不过来的，最后报废的情况也时常发生，是生产制造的一大难点，不仅影响生产制造周期，制造成本也大幅提高。

渗碳淬火变形是世界难题，发达国家公布的数据，在渗碳淬火变形问题上浪费的资金也相当惊人。以前对渗碳淬火畸变问题的研究，多集中在渗碳淬火的工艺过程，齿轮结构上的研究较少，特别对于国内，对透平压缩机薄壁渗碳淬火高速齿轮结构因素对渗碳淬火畸变影响的研究，几乎是空白。结构因素是渗碳淬火变形的最主要的因素，而且影响也最大，研究起来效果也最明显。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是薄壁渗碳淬火高速齿轮的渗碳淬火的变形量大，提供一种减小薄壁渗碳淬火高速齿轮畸变量的方法及应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种减小薄壁渗碳淬火高速齿轮畸变量的方法，控制齿轮上的总孔数量为3的整数倍，且呈圆周均匀分布。

进一步地，所述总孔包括吊装孔和工艺孔，所述吊装孔和所述工艺孔的数量分别为3的整数倍。

进一步地，所述吊装孔的直径为4-6mm，数量为3个，所述工艺孔的直径为7-9mm，数量为6个，所述吊装孔之间的夹角为120°，所述工艺孔之间的夹角为60°，所述吊装孔与所述工艺孔间夹角为30°，所述吊装孔和所述工艺孔的孔位置在距离圆心十分之五点二五至十分之六点二五处。

进一步地，所述高速齿轮的预备热处理工艺为：950℃正火，保温时间为“有效厚度/45mm”小时，空冷；860℃淬火，保温时间为“有效厚度/40mm”小时，油冷；650℃回火，保温时间为“1.5倍淬火保温时间”，空冷。

进一步地，所述高速齿轮的渗碳淬火工艺为：930℃渗碳，总保温时间为“渗层深度/0.1mm”小时；850℃球化空淬，保温时间为“有效厚度/40mm”小时；650℃高温回火，保温时间为淬火的1.5倍；780℃淬火，保温时间为“有效厚度/40mm”小时，油冷；180℃回火，保温时间是淬火的2倍。

进一步地，所述高速齿轮的材料是12Cr2Ni4渗碳钢。

上述方法应用于透平压缩机薄壁渗碳淬火高速齿轮。

本发明提供的一种减小薄壁渗碳淬火高速齿轮畸变量的方法，使薄壁渗碳淬火高速齿轮的渗碳淬火工序的变形量大幅缩小，畸变量减小30％以上。控制了因渗碳淬火工艺变形量大，造成磨齿时不够磨削尺寸超差造成的返修，甚至报废的问题；控制了由于磨齿时磨削量大，造成了渗层的严重不均匀，硬度不均匀且下降，承载能力下降的问题；更重要的是齿轮的质量大幅提高，接触疲劳强度、弯曲疲劳大幅提高；磨削量减小，成本也会大幅下降。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的薄壁渗碳淬火高速齿轮结构示意图。

图2为本发明对比实施例1提供的薄壁渗碳淬火高速齿轮结构示意图。

图3为本发明实施例2提供的薄壁渗碳淬火高速齿轮结构示意图。