一种大型细长齿轮轴渗碳淬火弯曲变形控制方法技术

本发明专利技术涉及一种大型细长齿轮轴渗碳淬火弯曲变形控制方法，包括7个步骤，分别为粗加工、去应力处理、半精车各外圆、滚齿、渗碳处理、矫直淬火处理和低温回火处理，在淬火装胎时，通过在齿轮轴外凸侧中部抵靠支撑件，利用齿轮轴淬火过程中的两侧冷却差异导致的组织转变差异，实现零件淬火后减小或纠正大型齿轮轴弯曲变形，相较于现有技术，本发明专利技术不需要设计专用工装，校正工期短、成本较低；同时，适当降低淬火温度(比正常淬火温度降低10℃

【技术实现步骤摘要】
一种大型细长齿轮轴渗碳淬火弯曲变形控制方法


[0001]本专利技术涉及热处理
，具体涉及一种大型细长齿轮轴渗碳淬火弯曲变形控制方法。

技术介绍

[0002]齿轮轴经热处理渗碳淬火后均存在不同程度的弯曲变形，有效减小渗碳淬火弯曲变形，不仅有利于提高产品质量，同时还可以减小渗碳淬火后加工量的不均匀性，降低加工应力和加工成本。现有技术中的齿轮轴渗碳淬火弯曲变形控制方法，主要有三种：1)尽可能的加大齿轮轴齿部及各外圆的加工余量；2)齿轮轴渗碳淬火后采用机械校正；3)齿轮轴渗碳淬火后采用高温加压淬火校正。
[0003]上述三种现有技术分别存在以下缺点：1)该方法渗碳淬火后的加工量非常大，若齿部加工量太大，可能存在大加工量后有效硬化层深不足，齿面硬度不足等严重的质量隐患；若外圆加工量太大，可能导致外圆留量不足，无法加工成品，或者加工量严重不均匀，导致加工应力太大，加工精度无法满足要求；2)该方法仅适用于小型齿轮轴零件，而对于大型齿轮轴，校正设备的压力、尺寸规格存在限制，并且大型齿轮轴零件机械校正时更容易开裂，存在质量风险；3)该方法虽然适用于大型齿轮轴渗碳淬火零件的校正，但需要设计专用工装，且需要准确计算零件与支撑平台的间距，但该间距由于受炉底的平整度、底座或工装平整度和强度的影响，校正误差较大，且校正工期长，成本高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于：针对现有技术中齿轮轴渗碳淬火后采用高温加压淬火校正其弯曲变形，需要设计专用工装，校正工期长、成本高的问题，提供一种大型细长齿轮轴渗碳淬火弯曲变形控制方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种大型细长齿轮轴渗碳淬火弯曲变形控制方法，包括以下步骤：
[0006]S1：粗加工齿轮轴；
[0007]S2：对粗加工后的所述齿轮轴进行去应力处理；
[0008]S3：半精车各外圆，预留一定加工量；
[0009]S4：滚齿，预留齿面磨削余量；
[0010]S5：进行渗碳处理，渗碳后检测所述齿轮轴弯曲变形方向，并在所述齿轮轴中部的低凹处做标记；
[0011]S6：将所述齿轮轴竖向装夹于胎具上，在所述胎具上设置支撑件，所述支撑件抵靠于所述齿轮轴上与所述标记相对的另一侧，将所述胎具、支撑件和齿轮轴整体吊入淬火炉保温，而后整体吊出淬硝盐；
[0012]S7：淬火后进行低温回火去应力处理。
[0013]采用前述技术方案的本专利技术，在淬火装胎时，通过在齿轮轴外凸侧中部抵靠支撑
件，既对齿轮轴中部形成约束，减小该区域的淬火变形；又使得在淬火冷却过程中，齿轮轴的内凹侧冷却速度相较于外凸侧更快，内凹侧中部组织先从奥氏体转变为马氏体，比体积增大，使得内凹侧呈胀大趋势，外凸侧冷却速度较慢，来不及发生组织转变，且在高温下屈服强度较低，内凹侧组织应力大于外凸侧屈服强度，齿轮轴向支撑件一侧弯曲变形，补偿了齿轮轴淬火冷却之前的形变；随着温度继续降低，外凸侧发生组织转变，体积发生膨胀，但内凹侧已经完成组织转变，处于低温状态，其屈服强度较大，外凸侧组织转变的应力小于内凹侧屈服强度，不足以使得齿轮轴弯曲变形；故经以上淬火冷却过程，齿轮轴在热处理过程中的弯曲变形得到有效控制，相比于现有技术中齿轮轴渗碳淬火后采用高温加压淬火校正其弯曲变形，需要设计专用工装，校正工期长、成本高的问题，本专利技术利用大型齿轮轴淬火过程中的两侧冷却差异导致的组织转变差异，实现零件淬火后减小或纠正大型齿轮轴弯曲变形，不需要设计专用工装，校正工期短、成本较低。
[0014]进一步的，所述胎具包括底座和吊杆，所述吊杆竖向设置，其底部与所述底座中部连接，所述吊杆上沿高度方向依次设有用于固定所述齿轮轴的第一隔架和第二隔架，所述底座上设有用于支撑所述齿轮轴底部的底板，将齿轮轴的上部和中部分别用铁丝捆绑于第一隔架和第二隔架上，齿轮轴底部放置于底板上，可保证固定稳固、可靠。
[0015]进一步的，所述第一隔架包括若干个第一隔板，任一所述第一隔板沿所述吊杆径向设置，且其里端与所述吊杆连接，若干个所述第一隔板围绕所述吊杆圆周均布；所述第二隔架包括若干个第二隔板，任一所述第二隔板沿所述吊杆径向设置，且其里端与所述吊杆连接，若干个所述第二隔板围绕所述吊杆圆周均布；所述第一隔板和第二隔板上下正对设置，两个相邻的第一隔板或者第二隔板之间可设置一根齿轮轴，故该结构的胎具可一次性固定多根齿轮轴，同时进行渗碳或淬火处理，提高效率。
[0016]进一步的，所述支撑件呈环状，套设于所述吊杆上；步骤S6中，所述支撑件抵靠于所述齿轮轴上与所述标记相对的另一侧，设置环状的支撑件可保证同时抵靠住多根齿轮轴，保证淬火时有效矫直所有齿轮轴。
[0017]进一步的，所述支撑件上设有若干个用于固定所述齿轮轴的隔板，任一所述隔板沿所述支撑件径向设置，且其里端与所述支撑件连接，若干个所述隔板围绕所述支撑件圆周均布，将齿轮轴的中间部位用铁丝捆绑于隔板上，进一步确保齿轮轴固定得稳固、可靠。
[0018]进一步的，所述底板包括从上至下依次设置的垫圈、垫板和蜂窝板，蜂窝板放置于底座上，其上下表面积较大，可将齿轮轴重量分散到底座上；垫圈上下表面磨平后垫于齿轮轴下部，保证平稳支撑齿轮轴；垫板用于调节齿轮轴高度，可根据齿轮轴长度增减垫板数量。
[0019]进一步的，步骤S5中，渗碳处理时，使用所述胎具对所述齿轮轴进行装夹，渗碳处理和淬火处理时，采用同一胎具，节省工装成本。
[0020]进一步的，步骤S6中，所述齿轮轴在所述淬火炉中先进行400℃
±
30℃、650℃
±
30℃分段升温均温，之后升温至800℃～820℃的淬火温度，保温预设时长后，进行淬火冷却，该淬火温度比通常淬火温度降低了10℃
‑
15℃，在该温度下开始冷却，冷却效果较通常情况稍弱，齿轮轴的整体变形量更小，有利于齿轮轴矫直。
[0021]进一步的，步骤S6中，所述硝盐的含水量为1％
±
0.1％，该硝盐的含水量比通常淬火硝盐含水量降低0.3％
‑
0.5％，在该硝盐含水量下冷却齿轮轴，冷却效果较通常情况稍
弱，齿轮轴的整体变形量更小，有利于齿轮轴矫直。
[0022]进一步的，步骤S7中，淬火后进行两次低温回火去应力处理，回火温度为200℃
±
20℃，该温度下可充分消除应力。
[0023]相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：本专利技术利用大型齿轮轴淬火过程中的两侧冷却差异导致的组织转变差异，实现零件淬火后减小或纠正大型齿轮轴弯曲变形，不需要设计专用工装，校正工期短、成本较低；适当降低淬火温度(比正常淬火温度降低10℃
‑
15℃)和硝盐含水量(比正常淬火硝盐含水量降低0.3％
‑
0.5％)，以减小零件的整体变形量，有利于齿轮轴矫直。
附图说明：
[0024]图1为本方法流程图；
[0025]图2为渗碳时齿轮轴、胎具的正视图；
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大型细长齿轮轴渗碳淬火弯曲变形控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：粗加工齿轮轴(6)；S2：对粗加工后的所述齿轮轴(6)进行去应力处理；S3：半精车各外圆，预留一定加工量；S4：滚齿，预留齿面磨削余量；S5：进行渗碳处理，渗碳后检测所述齿轮轴(6)弯曲变形方向，并在所述齿轮轴(6)中部的低凹处做标记；S6：将所述齿轮轴(6)竖向装夹于胎具上，在所述胎具上设置支撑件(5)，所述支撑件(5)抵靠于所述齿轮轴(6)上与所述标记相对的另一侧，将所述胎具、支撑件(5)和齿轮轴(6)整体吊入淬火炉保温，而后整体吊出淬硝盐；S7：淬火后进行低温回火去应力处理。2.根据权利要求1所述的大型细长齿轮轴渗碳淬火弯曲变形控制方法，其特征在于，所述胎具包括底座(2)和吊杆(1)，所述吊杆(1)竖向设置，其底部与所述底座(2)中部连接，所述吊杆(1)上沿高度方向依次设有用于固定所述齿轮轴(6)的第一隔架(3)和第二隔架(4)，所述底座(2)上设有用于支撑所述齿轮轴(6)底部的底板。3.根据权利要求2所述的大型细长齿轮轴渗碳淬火弯曲变形控制方法，其特征在于，所述第一隔架(3)包括若干个第一隔板，任一所述第一隔板沿所述吊杆(1)径向设置，且其里端与所述吊杆(1)连接，若干个所述第一隔板围绕所述吊杆(1)圆周均布；所述第二隔架(4)包括若干个第二隔板，任一所述第二隔板沿所述吊杆(1)径向设置，且其里端与所述吊杆(1)连接，若干个所述第二隔板围绕所述吊杆(1)圆周均布；所述第一隔板和第二隔板上下正对设置。4.根据权利要求3所述的大型细长齿轮轴渗碳淬火弯...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡丽，胡云权，党军玲，马宏利，胡昭南，韦宁霞，安康，
申请(专利权)人：重庆齿轮箱有限责任公司，
类型：发明
国别省市：