如何通过改进热处理工艺并采取模具矫正方法控制17CrNiMo6钢大型超薄齿

来源:新乡市天马工业炉有限公司 发布时间:2018-09-01 01:39 浏览次数:

大型传动齿轮箱超薄内齿圈,材料17CrNiMo6,质量550kg,外形尺寸Φ1120mm(外圆直径)×Φ944mm(内孔直径)×260mm(宽),热处理技术要求:渗碳淬火有效硬化层深2. 40~2. 90mm,齿面硬度58~62HRC,心部硬度30~38HRC,金相组织符合企业标准,晶粒度不粗于6级。热后变形要求:锥度≤1. 35mm,圆度≤1.35 mm,公法线变动量≤0.7‰,齿顶圆缩小量≤1.5‰。

(1)原加工路线及工艺、畸变问题

1)加工路线。锻坯→粗车→钻孔→插齿→渗碳淬火→喷丸→精车→磨齿成品。

2)原渗碳工艺及问题

原渗碳工艺路线:预热650℃×1h→渗碳(930±10)℃×50h→降温,出炉前保温830℃×2h→出炉空冷→高温回火680℃×4h→淬火加热(820±10)℃×2.5h→硝盐淬火(160±10)℃→低温回火(210±20)℃×10h→出炉空冷。

零件清洗刷防渗涂料,每炉5件,渗碳气氛采用甲醇+异丙醇富化气,淬火介质为160~170℃硝盐浴,进行等温淬火。经检验,其渗碳层深度、表面硬度、心部硬度及渗碳层金相组织均符合技术要求,但变形较大,出现超差的情况较多。

(2)改进工艺

1)在齿圈插齿前粗加工后进行高温正火。

2)降低渗碳温度,前期增加阶梯升温的阶段数。零件在加热过程中,表面和心部会出现两次温差高峰,第一次出现在表面温度600℃左右,第二次发生在表面温度800℃左右。改进后增加了400℃和850℃段等温,以使机加工残余应力在低温阶段得以大部分消除,同时降低加热温差造成的热应力。适当降低淬火温度。通过检验,零件变形降低了一个等级。但仍偶有变形超差的情况。 17CrNiMo6钢大型内齿圈渗碳矫正淬火工艺曲线

3)渗碳矫正淬火工艺及齿圈淬火冷却采用模具矫正法。实行模具矫正淬火,将模具和齿圈一起冷却,使齿圈在冷却过程中通过模具得到强制矫正,而随后的长时间回火处理消除了淬火冷却时产生的应力,稳定了零件尺寸,防止了变形的反弹。渗碳矫正淬火工艺见图4-27。检验结果比较理想。


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