一种中小尺寸齿轮内花键氰化淬火变形控制方法技术

本发明专利技术属于金属热处理技术领域，公开了一种中小尺寸齿轮内花键氰化淬火变形控制方法。针对径厚比≥10:1的中小尺寸齿轮内花键类零件，通过对齿轮轴向与径向两个维度的变截面位置进行结构优化、根据高温热处理历程依次水平翻转齿轮、使用淬火心轴/齿顶圆直径尺寸补偿、严控零件淬火转移时间、适当调高淬火油温等方式，改善内花键淬火后的变形幅度。上述工艺措施的有效结合，使得中小尺寸齿轮内花键类零件氰化淬火后的尺寸公差、及锥度和圆度等形为公差均得到显著提高。差均得到显著提高。差均得到显著提高。

【技术实现步骤摘要】
一种中小尺寸齿轮内花键氰化淬火变形控制方法


[0001]本专利技术属于金属热处理
，尤其涉及一种中小尺寸齿轮内花键氰化淬火变形控制方法。

技术介绍

[0002]航空动力传动系统存在一种齿轮内花键类零部件，受减重影响，结构功能一体化后，结构功能高度集成，零件有效壁厚薄、径厚比通常≥10:1，变截面位置多、零件整体刚性弱。
[0003]这类零件内花键通常直径≤35mm，经历多个高温热处理历程后，淬火变形超差严重。受内花键齿顶圆直径过小原因影响，内花键氰化淬火后，因淬火变形导致的圆度与锥度超差问题，无法在后续机加工序通过修磨方式恢复几何及形为公差。
[0004]目前，这类中小尺寸齿轮内花键类零件，齿形面渗碳后、内花键氰化，零件淬火工序产品变形超差严重，淬火后变形数据呈无规律特征，且因内花键齿顶圆尺寸过小，无法通过后续修磨方式恢复内花键齿顶圆直径、齿形面锥度及圆度。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是：提供一种中小尺寸齿轮内花键氰化淬火变形控制方法，针对径厚比≥10:1的中小尺寸齿轮内花键类零件，提高齿形面渗碳+内花键氰化后的变形控制能力。
[0006]本专利技术采用如下技术方案予以实现。
[0007]一种中小尺寸齿轮内花键氰化淬火变形控制方法，用于径厚比≥10:1的中小尺寸齿轮内花键类零件，所述方法包括：
[0008]S1，对齿轮内花键类零件的轴向与径向变截面位置区域两个维度采取结构优化；
[0009]S2，对齿轮内花键类零件渗碳、内花键氰化及整体淬火时，依次进行水平翻转；
[0010]S3，齿轮内花键类零件淬火后，对齿轮内花键类零件的内花键齿顶圆尺寸进行补偿。
[0011]进一步的，S1具体为：
[0012]对齿轮内花键类零件的变截面位置进行工艺优化，将轴向非渗碳变截面位置区域平直化处理；
[0013]对齿轮内花键类零件的径向方向变截面部分，采取导圆过渡或斜角过渡。
[0014]进一步的，S2具体为：
[0015]将齿轮内花键类零件放入渗碳炉内，对齿轮内花键类零件的齿形面进行渗碳，渗碳前对齿轮内花键类零件的一侧进行标记，带有标记的一侧水平朝上放置；
[0016]齿轮内花键类零件齿形面渗碳结束、空冷后，取出齿轮内花键类零件；
[0017]将渗碳后的齿轮内花键类零件放入氰化炉内，对齿轮内花键类零件的内花键部位进行氰化处理，将带有标记一侧水平朝下放置；氰化结束后，齿轮内花键类零件空冷出炉，
进行高温回火；
[0018]齿轮内花键类零件回火后、淬火前，将带有标记一侧水平朝上放置，进行淬火加热。
[0019]进一步的，S3具体为：
[0020]齿轮内花键类零件淬火后，齿轮内花键类零件的内花键齿顶圆出现收缩时，采取淬火心轴防止收缩；
[0021]齿轮内花键类零件淬火后，齿轮内花键类零件的内花键齿顶圆涨大时，根据涨大尺寸，在机加过程进行反向尺寸补偿。
[0022]进一步的，所述淬火心轴外径取工序间尺寸公差中值。
[0023]进一步的，淬火过程中，齿轮内花键类零件淬火转移时间≤7s。
[0024]进一步的，根据齿轮内花键类零件材料特性，淬火油温在该材料正常淬火油温基础之上下降(10～30)℃。
[0025]进一步的，齿轮内花键类零件淬火后，进行冰冷处理及低温回火。
[0026]本专利技术的技术效果是：本专利技术一种中小尺寸齿轮内花键氰化淬火变形控制方法，分别针对轴向与径向变截面位置区域两个维度采取结构优化，齿轮渗碳、内花键氰化及零件整体淬火时，依次进行水平翻转，淬火后，内花键圆度与锥度均得到大幅改善。
附图说明
[0027]图1为本专利技术实施例提供的具有内花键结构的中小尺寸齿轮结构示意图；
[0028]图2为本专利技术实施例提供的内花键结构沿轴向及径向优化后的结构示意图.
具体实施方式
[0029]下面结合附图对本专利技术技术方案进行详细说明。
[0030]实施例1
[0031]本专利技术实施例提供一种中小尺寸齿轮内花键氰化淬火变形控制方法，针对径厚比≥10:1的中小尺寸齿轮内花键类零件，提高齿形面渗碳+内花键氰化后的变形控制能力。
[0032]首先，对齿轮内花键类零件的变截面位置进行工艺优化，将轴向非渗碳变截面位置区域平直化处理，减小轴向变截面区域位置数量。
[0033]径向方向变截面尺寸差异较大时，采取导圆过渡或斜角过渡。
[0034]将零件放入渗碳炉内，对齿形面进行渗碳，渗碳前对齿轮内花键类零件进行标记，带有标记一侧水平朝上放置。
[0035]齿形面渗碳结束、空冷后，取出零件。
[0036]将渗碳后的零件放入氰化炉内，对零件的内花键部位进行氰化处理，将带有标记一侧水平朝下放置。氰化结束后，零件空冷出炉，进行高温回火。
[0037]零件回火后、淬火前，将带有标记一侧水平朝上放置，进行淬火加热。
[0038]淬火后，内花键齿顶圆出现收缩时，可采取淬火心轴防止收缩。淬火心轴外径取工序间尺寸公差中值。
[0039]淬火后，内花键齿顶圆涨大时，根据涨大尺寸，在机加过程进行反向尺寸补偿。
[0040]淬火过程中，零件淬火转移时间≤7s。
[0041]根据零件材料特性，所选用的淬火油温在该材料正常淬火油温基础之上，下降(10～30)℃。
[0042]零件淬火后，进行冰冷处理及低温回火。
[0043]实施例2
[0044]材质为9310的中小尺寸齿轮，具有内花键结构，淬火前内花键齿顶圆直径φ(25.0
±
0.02)mm，内花键长5.80mm，见下图1所示。
[0045]齿轮齿形面900℃渗碳、内花键840℃氰化、零件整体840℃淬火、
‑
70℃冰冷、150℃回火后，要求：内花键齿顶圆直径φ(25.0
±
0.03)mm，圆度及锥度变形≤0.03mm，实际工况：内花键齿顶圆直径φ(24.94～25.01)mm，圆度及锥度变形≥0.05mm，零件淬火后，内花键呈“腰鼓型”变形。
[0046]首先，沿轴向方向评估内花键变截面尺寸位置，对轴向方向变截面尺寸位置进行构型优化，见下图2中的1、2、3、4、5、6、7、8部位所示，这些变截面位置分别与外轴径及内轴径尺寸一致。
[0047]径向方向，9、10、11和12处位置采取导圆过渡，导圆直径6mm。13、14、15和16处位置，以平直化代替原有变截面。
[0048]齿轮齿形面渗碳时，***标记面朝上。渗碳结束后，空冷出炉，取出零件。
[0049]齿轮内花键氰化时，***标记面朝下。氰化结束后，空冷出炉，取出的零件高温回火。
[0050]零件整体淬火时，***标记面朝上。淬火结束后，进行冰冷处理、低温回火。
[0051]根据内花键淬火后，尺寸收缩的特性，使用外径φ25.00mm的淬火心轴。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中小尺寸齿轮内花键氰化淬火变形控制方法，用于径厚比≥10:1的中小尺寸齿轮内花键类零件，其特征在于，所述方法包括：S1，对齿轮内花键类零件的轴向与径向变截面位置区域两个维度采取结构优化；S2，对齿轮内花键类零件渗碳、内花键氰化及整体淬火时，依次进行水平翻转；S3，齿轮内花键类零件淬火后，对齿轮内花键类零件的内花键齿顶圆尺寸进行补偿。2.根据权利要求1所述的一种中小尺寸齿轮内花键氰化淬火变形控制方法，其特征在于，S1具体为：对齿轮内花键类零件的变截面位置进行工艺优化，将轴向非渗碳变截面位置区域平直化处理；对齿轮内花键类零件的径向方向变截面部分，采取导圆过渡或斜角过渡。3.根据权利要求1所述的一种中小尺寸齿轮内花键氰化淬火变形控制方法，其特征在于，S2具体为：将齿轮内花键类零件放入渗碳炉内，对齿轮内花键类零件的齿形面进行渗碳，渗碳前对齿轮内花键类零件的一侧进行标记，带有标记的一侧水平朝上放置；齿轮内花键类零件齿形面渗碳结束、空冷后，取出齿轮内花键类零件；将渗碳后的齿轮内花键类零件放入氰化炉内，对齿轮内花键类零件的内花键部位进行氰化处理，将带有标记一侧水平朝...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙振淋，李宁，李立群，钱钰，
申请(专利权)人：中国航发哈尔滨东安发动机有限公司，
类型：发明
国别省市：