一种控制薄壁齿圈小锥度畸变的热处理工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种控制薄壁齿圈小锥度畸变的热处理工艺，利用淬火的锥度变形特征调整装炉结构抵消锥度，利用渗碳产生的腰鼓形实现硝盐淬火上下端冷却差异导致的锥度与渗碳腰鼓锥度抵消，实现小锥度变形；齿圈间隔为齿宽的1/2，可以实现恰到好处的冷却速度，获得反锥度法的基础；对渗碳变形特征的合理利用，无需通过工装盖板来达到均匀加热冷却的目的，可以有效减小加热成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种控制薄壁齿圈小锥度畸变的热处理工艺。
技术介绍
大型齿圈突出特点在于其壁薄、径长比（齿圈外径/齿宽）大，结构特点决定其渗 碳淬火变形大，不规律且难以控制，较大变形直接降低产品质量和后序加工效率，影响齿面 有效硬化层深和齿面硬度，从而降低齿圈的强度、承载能力，疲劳强度，最终降低齿圈的使 用寿命。 对于直径3m的薄壁齿圈，渗碳叠加装炉，相当于增加齿宽，使径长比减小，有利于 减小翘曲、椭圆变形。渗碳后冷却时，叠加齿圈上下端面冷却相对较快，其收缩量相对较大， 两端齿圈变形相对较大，产生腰鼓形特征。由于降温至650°C之前在炉内冷却，周向冷却均 匀，齿圈在刚性较差的高温区产生的椭圆、翘曲变形较小，因此齿圈两端无需增加工装盖板 以保证热平衡。 齿圈淬火冷却时上端面散热快，马氏体生成量大，涨大量相对较大，硝盐淬火出现 锥度变形。 如果利用渗碳以及淬火变形特点调整淬火装炉方式，最终实现小锥度变形，将对 大型齿圈的制造带来划时代的影响，不仅节省了成本、降低了次品率，而且将形成批量高质 量的生产模式。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：基于上述问题，本专利技术提供一种控制薄壁齿圈小锥 度畸变的热处理工艺，该工艺利用渗碳以及淬火变形特点调整淬火装炉方式，可以抵消渗 碳锥度变形，实现齿圈淬火后直径方向锥度在0. 3 %齿宽内。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种控制薄壁齿圈小锥度畸变 的热处理工艺，包括如下工艺步骤： a.测渗碳变形量：将若干同样直径的薄壁齿圈叠加装炉后进行渗碳，渗碳冷却 时，叠加齿圈上下端面冷却较快，其收缩量相对较大，两端齿圈变形相对较大，产生腰鼓形； 用游标卡尺分别测量齿圈上、下端面直径的长度，相减后得到一个差值A d，按齿圈装炉顺 序，由上而下，得到A dl，A d2，A d3…A dn;去掉厶d为〇的差值； b.测淬火变形量：取步骤（a)中相同规格、数量为去掉△(1是0的个数的薄壁齿圈 叠加装炉后进行硝盐淬火，齿圈淬火冷却时上端面散热快，马氏体生成量大，涨大量相对较 大；也用游标卡尺分别测量齿圈上、下端面直径的长度，相减后得到一个差值A D，也按齿圈 装炉顺序，由上而下，得到AD1，AD2, AD3*" ADn; C.计算装炉顺序：将步骤（a)中不为0的差值A d和步骤（b)中的差值A D的绝 对值按顺序写在列表内，分别取两组绝对值中任意一个进行相减，相减值在〇~〇. 5之间； d.装炉淬火：将步骤（a)中差值A d不为0的齿圈按步骤（C)中相减值由上而下 排列，相减值最大的为顶层件，且保证齿圈的上端面外圆直径小于下端面的外圆直径，齿圈 由托盘隔开，齿圈间的间隔调整为齿宽的1/2 ; e.成品：淬火后，齿圈直径方向锥度在0.3%齿宽内。 渗碳后测量变形，根据渗碳变形调整装炉方式，装炉时齿圈上端面外圆直径小于 下端面的，以减小淬火锥度；装炉齿圈托盘隔开，减小自重导致的变形；根据渗碳后变形情 况调整淬火装炉，渗碳腰鼓形特征分割于单个齿圈将产生某相对稳定的锥度值，此时将垫 块高度调整为齿宽的1/2,合理利用渗碳产生的腰鼓形可以实现硝盐淬火上下端冷却差异 导致的锥度与渗碳腰鼓锥度抵消，实现小锥度变形。 本专利技术的有益效果是：利用淬火的锥度变形特征调整装炉结构抵消锥度，利用渗 碳产生的腰鼓形实现硝盐淬火上下端冷却差异导致的锥度与渗碳腰鼓锥度抵消，实现小锥 度变形；齿圈间隔为齿宽的1/2,可以实现恰到好处的冷却速度，获得反锥度法的基础；对 渗碳变形特征的合理利用，无需通过工装盖板来达到均匀加热冷却的目的，可以有效减小 加热成本。【附图说明】 下面结合附图实施例对本专利技术进一步说明。 图1是本专利技术中薄壁齿圈淬火装炉结构示意图。【具体实施方式】 现在结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，以下实施例旨在说明本专利技术而不是 对本专利技术的进一步限定。 -种控制薄壁齿圈小锥度畸变的热处理工艺，包括如下工艺步骤：将6个同 样直径的薄壁齿圈叠加装炉后进行渗碳，渗碳冷却时，叠加齿圈上下端面冷却较快，其 收缩量相对较大，两端齿圈变形相对较大，产生腰鼓形；用游标卡尺分别测量齿圈上、 下端面直径的长度，相减后得到一个差值A d，按齿圈装炉顺序，由上而下，得到+1.5， +1，0, 0，_1. 5，_1. 5 ; 取4个相同规格未渗碳的薄壁齿圈叠加装炉后进行硝盐淬火，齿圈淬火冷却时上 端面散热快，马氏体生成量大，涨大量相对较大；也用游标卡尺分别测量齿圈上、下端面直 径的长度，相减后得到一个差值A D，也按齿圈装炉顺序，由上而下，得到+2, +1，+1. 5, +1 ; 将不为0的差值Ad和步骤（b)中的差值A D的绝对值按顺序写在列表内，如下表 所示：【主权项】1. 一种控制薄壁齿圈小锥度畸变的热处理工艺，其特征在于：包括如下工艺步骤： a. 测渗碳变形量：将若干同样直径的薄壁齿圈叠加装炉后进行渗碳，渗碳冷却时，叠 加齿圈上下端面冷却较快，其收缩量相对较大，两端齿圈变形相对较大，产生腰鼓形；用游 标卡尺分别测量齿圈上、下端面直径的长度，相减后得到一个差值A d，按齿圈装炉顺序，由 上而下，得到Adl，Ad2，A f A 去掉A d为〇的差值； b. 测淬火变形量：取步骤（a)中相同规格、数量为去掉△(1是〇的个数的薄壁齿圈叠加 装炉后进行硝盐淬火，齿圈淬火冷却时上端面散热快，马氏体生成量大，涨大量相对较大； 也用游标卡尺分别测量齿圈上、下端面直径的长度，相减后得到一个差值△：>，也按齿圈装 炉顺序，由上而下，得到A D1，AD2, Ara*" ADn; c. 计算装炉顺序：将步骤（a)中不为O的差值Ad和步骤（b)中的差值A D的绝对值 按顺序写在列表内，分别取两组绝对值中任意一个进行相减，相减值在〇~〇. 5之间； d. 装炉淬火：将步骤（a)中差值Ad不为0的齿圈按步骤（c)中相减值由上而下排列， 相减值最大的为顶层件，且保证齿圈的上端面外圆直径小于下端面的外圆直径，齿圈由托 盘隔开，齿圈间的间隔调整为齿宽的1/2 ; e. 成品：淬火后，齿圈直径方向锥度在0.3%齿宽内。【专利摘要】本专利技术涉及一种控制薄壁齿圈小锥度畸变的热处理工艺，利用淬火的锥度变形特征调整装炉结构抵消锥度，利用渗碳产生的腰鼓形实现硝盐淬火上下端冷却差异导致的锥度与渗碳腰鼓锥度抵消，实现小锥度变形；齿圈间隔为齿宽的1/2，可以实现恰到好处的冷却速度，获得反锥度法的基础；对渗碳变形特征的合理利用，无需通过工装盖板来达到均匀加热冷却的目的，可以有效减小加热成本。【IPC分类】C21D11-00, C21D9-32【公开号】CN104745795【申请号】CN201510148178【专利技术人】顾晓明, 霍叶青, 马良, 李康康 【申请人】常州天山重工机械有限公司【公开日】2015年7月1日【申请日】2015年3月31日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制薄壁齿圈小锥度畸变的热处理工艺，其特征在于：包括如下工艺步骤：a.测渗碳变形量：将若干同样直径的薄壁齿圈叠加装炉后进行渗碳，渗碳冷却时，叠加齿圈上下端面冷却较快，其收缩量相对较大，两端齿圈变形相对较大，产生腰鼓形；用游标卡尺分别测量齿圈上、下端面直径的长度，相减后得到一个差值Δd，按齿圈装炉顺序，由上而下，得到Δd1，Δd2，Δd3…Δdn；去掉Δd为0的差值；b.测淬火变形量：取步骤(a)中相同规格、数量为去掉Δd是0的个数的薄壁齿圈叠加装炉后进行硝盐淬火，齿圈淬火冷却时上端面散热快，马氏体生成量大，涨大量相对较大；也用游标卡尺分别测量齿圈上、下端面直径的长度，相减后得到一个差值ΔD，也按齿圈装炉顺序，由上而下，得到ΔD1，ΔD2，ΔD3…ΔDn；c.计算装炉顺序：将步骤(a)中不为0的差值Δd和步骤(b)中的差值ΔD的绝对值按顺序写在列表内，分别取两组绝对值中任意一个进行相减，相减值在0～0.5之间；d.装炉淬火：将步骤(a)中差值Δd不为0的齿圈按步骤(c)中相减值由上而下排列，相减值最大的为顶层件，且保证齿圈的上端面外圆直径小于下端面的外圆直径，齿圈由托盘隔开，齿圈间的间隔调整为齿宽的1/2；e.成品：淬火后，齿圈直径方向锥度在0.3％齿宽内。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：顾晓明，霍叶青，马良，李康康，
申请(专利权)人：常州天山重工机械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32