一種控制薄壁齒圈小錐度畸變的熱處理工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種控制薄壁齒圈小錐度畸變的熱處理工藝。
【背景技術】
[0002] 大型齒圈突出特點在于其壁薄、徑長比（齒圈外徑/齒寬）大，結構特點決定其滲 碳淬火變形大，不規律且難以控制，較大變形直接降低產品質量和后序加工效率，影響齒面 有效硬化層深和齒面硬度，從而降低齒圈的強度、承載能力，疲勞強度，最終降低齒圈的使 用壽命。
[0003] 對于直徑3m的薄壁齒圈，滲碳疊加裝爐，相當于增加齒寬，使徑長比減小，有利于 減小翹曲、橢圓變形。滲碳后冷卻時，疊加齒圈上下端面冷卻相對較快，其收縮量相對較大， 兩端齒圈變形相對較大，產生腰鼓形特征。由于降溫至650°C之前在爐內冷卻，周向冷卻均 勻，齒圈在剛性較差的高溫區產生的橢圓、翹曲變形較小，因此齒圈兩端無需增加工裝蓋板 以保證熱平衡。
[0004] 齒圈淬火冷卻時上端面散熱快，馬氏體生成量大，漲大量相對較大，硝鹽淬火出現 錐度變形。
[0005] 如果利用滲碳以及淬火變形特點調整淬火裝爐方式，最終實現小錐度變形，將對 大型齒圈的制造帶來劃時代的影響，不僅節省了成本、降低了次品率，而且將形成批量高質 量的生產模式。

【發明內容】

[0006] 本發明要解決的技術問題是：基于上述問題，本發明提供一種控制薄壁齒圈小錐 度畸變的熱處理工藝，該工藝利用滲碳以及淬火變形特點調整淬火裝爐方式，可以抵消滲 碳錐度變形，實現齒圈淬火后直徑方向錐度在0. 3 %齒寬內。
[0007] 本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種控制薄壁齒圈小錐度畸變 的熱處理工藝，包括如下工藝步驟：
[0008] a.測滲碳變形量：將若干同樣直徑的薄壁齒圈疊加裝爐后進行滲碳，滲碳冷卻 時，疊加齒圈上下端面冷卻較快，其收縮量相對較大，兩端齒圈變形相對較大，產生腰鼓形； 用游標卡尺分別測量齒圈上、下端面直徑的長度，相減后得到一個差值A d，按齒圈裝爐順 序，由上而下，得到A dl，A d2，A d3…A dn;去掉厶d為〇的差值；
[0009] b.測淬火變形量：取步驟（a)中相同規格、數量為去掉△(1是0的個數的薄壁齒圈 疊加裝爐后進行硝鹽淬火，齒圈淬火冷卻時上端面散熱快，馬氏體生成量大，漲大量相對較 大；也用游標卡尺分別測量齒圈上、下端面直徑的長度，相減后得到一個差值A D，也按齒圈 裝爐順序，由上而下，得到AD1，AD2, AD3*" ADn;
[0010] C.計算裝爐順序：將步驟（a)中不為0的差值A d和步驟（b)中的差值A D的絕 對值按順序寫在列表內，分別取兩組絕對值中任意一個進行相減，相減值在〇~〇. 5之間；
[0011] d.裝爐淬火：將步驟（a)中差值A d不為0的齒圈按步驟（C)中相減值由上而下 排列，相減值最大的為頂層件，且保證齒圈的上端面外圓直徑小于下端面的外圓直徑，齒圈 由托盤隔開，齒圈間的間隔調整為齒寬的1/2 ;
[0012] e.成品：淬火后，齒圈直徑方向錐度在0.3%齒寬內。
[0013] 滲碳后測量變形，根據滲碳變形調整裝爐方式，裝爐時齒圈上端面外圓直徑小于 下端面的，以減小淬火錐度；裝爐齒圈托盤隔開，減小自重導致的變形；根據滲碳后變形情 況調整淬火裝爐，滲碳腰鼓形特征分割于單個齒圈將產生某相對穩定的錐度值，此時將墊 塊高度調整為齒寬的1/2,合理利用滲碳產生的腰鼓形可以實現硝鹽淬火上下端冷卻差異 導致的錐度與滲碳腰鼓錐度抵消，實現小錐度變形。
[0014] 本發明的有益效果是：利用淬火的錐度變形特征調整裝爐結構抵消錐度，利用滲 碳產生的腰鼓形實現硝鹽淬火上下端冷卻差異導致的錐度與滲碳腰鼓錐度抵消，實現小錐 度變形；齒圈間隔為齒寬的1/2,可以實現恰到好處的冷卻速度，獲得反錐度法的基礎；對 滲碳變形特征的合理利用，無需通過工裝蓋板來達到均勻加熱冷卻的目的，可以有效減小 加熱成本。
【附圖說明】
[0015] 下面結合附圖實施例對本發明進一步說明。
[0016] 圖1是本發明中薄壁齒圈淬火裝爐結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017] 現在結合具體實施例對本發明作進一步說明，以下實施例旨在說明本發明而不是 對本發明的進一步限定。
[0018] -種控制薄壁齒圈小錐度畸變的熱處理工藝，包括如下工藝步驟：將6個同 樣直徑的薄壁齒圈疊加裝爐后進行滲碳，滲碳冷卻時，疊加齒圈上下端面冷卻較快，其 收縮量相對較大，兩端齒圈變形相對較大，產生腰鼓形；用游標卡尺分別測量齒圈上、 下端面直徑的長度，相減后得到一個差值A d，按齒圈裝爐順序，由上而下，得到+1.5， +1，0, 0，_1. 5，_1. 5 ;
[0019] 取4個相同規格未滲碳的薄壁齒圈疊加裝爐后進行硝鹽淬火，齒圈淬火冷卻時上 端面散熱快，馬氏體生成量大，漲大量相對較大；也用游標卡尺分別測量齒圈上、下端面直 徑的長度，相減后得到一個差值A D，也按齒圈裝爐順序，由上而下，得到+2, +1，+1. 5, +1 ;
[0020] 將不為0的差值Ad和步驟（b)中的差值A D的絕對值按順序寫在列表內，如下表 所示：
【主權項】
1. 一種控制薄壁齒圈小錐度畸變的熱處理工藝，其特征在于：包括如下工藝步驟： a. 測滲碳變形量：將若干同樣直徑的薄壁齒圈疊加裝爐后進行滲碳，滲碳冷卻時，疊 加齒圈上下端面冷卻較快，其收縮量相對較大，兩端齒圈變形相對較大，產生腰鼓形；用游 標卡尺分別測量齒圈上、下端面直徑的長度，相減后得到一個差值A d，按齒圈裝爐順序，由 上而下，得到Adl，Ad2，A f A 去掉A d為〇的差值； b. 測淬火變形量：取步驟（a)中相同規格、數量為去掉△(1是〇的個數的薄壁齒圈疊加 裝爐后進行硝鹽淬火，齒圈淬火冷卻時上端面散熱快，馬氏體生成量大，漲大量相對較大； 也用游標卡尺分別測量齒圈上、下端面直徑的長度，相減后得到一個差值△：>，也按齒圈裝 爐順序，由上而下，得到A D1，AD2, Ara*" ADn; c. 計算裝爐順序：將步驟（a)中不為O的差值Ad和步驟（b)中的差值A D的絕對值 按順序寫在列表內，分別取兩組絕對值中任意一個進行相減，相減值在〇~〇. 5之間； d. 裝爐淬火：將步驟（a)中差值Ad不為0的齒圈按步驟（c)中相減值由上而下排列， 相減值最大的為頂層件，且保證齒圈的上端面外圓直徑小于下端面的外圓直徑，齒圈由托 盤隔開，齒圈間的間隔調整為齒寬的1/2 ; e. 成品：淬火后，齒圈直徑方向錐度在0.3%齒寬內。
【專利摘要】本發明涉及一種控制薄壁齒圈小錐度畸變的熱處理工藝，利用淬火的錐度變形特征調整裝爐結構抵消錐度，利用滲碳產生的腰鼓形實現硝鹽淬火上下端冷卻差異導致的錐度與滲碳腰鼓錐度抵消，實現小錐度變形；齒圈間隔為齒寬的1/2，可以實現恰到好處的冷卻速度，獲得反錐度法的基礎；對滲碳變形特征的合理利用，無需通過工裝蓋板來達到均勻加熱冷卻的目的，可以有效減小加熱成本。
【IPC分類】C21D11-00, C21D9-32
【公開號】CN104745795
【申請號】CN201510148178
【發明人】顧曉明, 霍葉青, 馬良, 李康康
【申請人】常州天山重工機械有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月31日