[发明专利]大直径齿轮、齿套加工工艺

说明书

技术领域

本发明涉及机械制造领域，具体是一种大直径齿轮、齿套加工工艺。

背景技术

工件在热处理时，特别是淬火过程中，因其截面各部分加热和冷却速度不一致而存在温差，加上组织转变的不等时性等原因，使得工件截面上各部分的体积胀缩不均匀，以及弹塑性畸变不一致，从而导致热处理应力的产生。热处理应力的大小、状态及其分布直接影响到热处理质量。例如，较高的淬火应力一旦超过钢的屈服强度和脆断强度时，将会引起工件的畸变，甚至开裂。热处理应力的产生原因比较复杂，影响因素也较多。如钢的化学成分、原始组织、工件形状、尺寸大小及热处理操作方法等都可能使工件在热处理过程中产生畸变，甚至开裂。

目前，多数齿轮或齿套都是采用渗碳直接淬火或渗碳后二次加热淬火，由于渗碳温度较高，经渗碳淬火后，齿轮畸变较大。且经检验，齿轮畸变合格率仅为60%左右，而且有部分表面有脱碳情况。

发明内容

本发明针对上述技术问题，提出大直径齿轮、齿套加工工艺。

具体工艺步骤为：大直径齿轮、齿套加工工艺，其按照以下工艺路线：第一步、锻造；

第二步、等温正火；

第三步、机加工；

第四步、渗碳；

第五步、压床淬火；

第六步、回火；

第七步、车内孔；

第八步、齿轮配对；

第九步、抛丸；

第十步、磷化；

第十一步、入库。

所述第四步渗碳工艺为：预热（470℃~490℃）×3h→加热900℃×3.5h→渗碳930℃×17.5h，碳势1.1%→降温860℃×3h，碳势0.8%。

所述压床淬火时，胀块压强3~3.5MPa；采用脉动施压，频率20次/min,内、外压环压强5~5.5MPa；压床淬火时间为5min。

所述正火及回火采用利用组合料架水平单独摆放在加热炉内。

渗碳采用可控气氛多用炉。

所述淬火油采用好富顿快速冷却K油，淬火油流量三级开关全部打开。

本发明的有益效果：

压床淬火是一种能够限制齿轮畸变方向、公差固定的夹具上淬火的一种特殊工艺，它能够使齿轮的胀缩量和畸变量最小。对薄壁大盘形锥齿轮及汽车同步器齿套之类的齿轮，采用压床淬火可以将生产过程中的材料、机械加工及热处理生产中存在的各种潜在畸变因素在压强作用下，去除或减小其影响。本发明大直径齿轮、齿套加工工艺，使受加工齿轮或齿套畸变控制在合格范围内，且基本消除表面脱碳问题。

具体实施方式

下面进一步以实施例对本发明一种大直径齿轮、齿套的加工工艺做进一步的详细说明。

实施例一、载货汽车单级减速器大直径盘形弧齿锥齿轮，齿数36，模数13mm，材料为SAE8822H钢。技术要求渗碳淬火有效硬化层深度1.778~2.285mm，表面与心部硬度分别为57~65HRC和30~45HRC；金相组织马氏体、残留奥氏体和碳化物为1~5级，表面非马氏体组织层深≦0.025mm；畸变要求：内孔圆度误差≦0.15mm，外缘平面度误差≦0.10mm，内缘平面度误差≦0.20mm。

其按照以下工艺路线：

第一步、锻造；

第二步、等温正火；

第三步、机加工；

第四步、渗碳；

第五步、压床淬火；

第六步、回火；

第七步、车内孔；

第八步、齿轮配对；

第九步、抛丸；

第十步、磷化；

第十一步、入库。

进一步的，所述第四步渗碳工艺为：预热480℃×3h→加热900℃×3.5h→渗碳930℃×17.5h，碳势1.1%→降温860℃×3h，碳势0.8%。

进一步的，所述压床淬火时，胀块压强3~3.5MPa；采用脉动施压，频率20次/min,内、外压环压强5~5.5MPa；压床淬火时间为5min。所述淬火油采用好富顿快速冷却K油，淬火油流量三级开关全部打开。

由于齿轮单间质量大，在高温状况下材料屈服强度较低，叠加放置会造成下面齿轮畸变加大，因此，改进为利用组合料架水平单独摆放在加热炉内，有效避免了叠加放置造成下面齿轮的翘曲畸变。

进一步的，渗碳采用可控气氛多用炉。

采用本发明工艺后，齿轮畸变控制在合格范围内，基本消除表面脱碳问题。