工艺孔对齿轮渗碳淬火畸变的影响

为了减小大尺寸薄壁齿轮的渗碳淬火畸变,制作了按比例缩小的12CrNi4钢模拟齿轮,并在齿轮上钻了分布在不同直径的圆周上的工艺孔。随后对齿轮进行了930℃渗碳10 h、850℃空冷淬火、650℃回火和780℃油淬、180℃回火,测定了渗碳、淬火后齿轮的尺寸,并与渗碳、淬火前的尺寸进行了比较。结果表明,优化分布工艺孔的圆周直径可以大幅度减小大尺寸薄壁齿轮的渗碳、淬火畸变,工艺孔圆周直径与齿轮直径之比为0.626时,模拟齿轮的渗碳淬火畸变量最小,其比值最好为0.622~0.630。     

薄壁齿轮的直径与壁厚比对其渗碳淬火畸变的影响

为了减小大尺寸薄壁齿轮的渗碳、淬火畸变量,采用按一定比例缩小的12CrNi4钢齿轮,研究其直径与壁厚之比对渗碳、淬火畸变的影响。齿轮的热处理工艺为:930气体渗碳10 h,850℃空冷,650℃高温回火,780℃第二次油淬,180℃低温回火,随后测定齿轮的尺寸变化。结果表明,直径与壁厚之比小于11的齿轮,渗碳、淬火后的椭圆度可控制在要求范围内;直径与壁厚之比为10的齿轮,渗碳、淬火后的畸变量减小了39%以上。这说明控制直径与壁厚之比可有效减小大尺寸薄壁齿轮的渗碳、淬火畸变量。     

薄壁渗碳淬火齿轮工艺孔设计对畸变量的影响

本文以12Cr2Ni4渗碳钢为试验材料,对易于变形的大尺寸薄壁渗碳淬火齿轮的工艺孔数量及比例关系,采用按比例缩小的试验齿轮,进行了渗碳淬火工艺过程的畸变量试验。结论是将工艺孔的数量由原来呈4或者4的倍数关系,改进为呈3或者3的倍数关系,且吊装、工艺孔单独或者所有工艺孔整体都呈圆周均布后,畸变量大幅减小,平均减小了60%。也说明了三角形的稳定性原理,在抗畸变上同样具有稳定性的作用。     

大尺寸薄壁渗碳淬火齿轮的畸变控制

针对大尺寸薄壁渗碳淬火齿轮畸变量大的实际问题,以3种渗碳钢的C形畸变试样、12Cr2Ni4钢的按比例缩小的模拟齿轮为检测对象,分析了预备热处理方法、材料成分均匀性、渗碳后淬火方式、齿轮结构尺寸等对畸变量的影响。结果表明:提高原材料成分的均匀性、采用调质预备热处理、一次淬火,可使畸变量大幅降低。从齿轮结构考虑,工艺孔的数量按3的倍数设计,工艺孔的圆周直径与齿轮直径的关系按黄金分割律设计,均使畸变量大幅降低;齿轮的径厚比为10时,尺寸畸变量最小,径厚比超过11时,椭圆度畸变大幅增加;将吊装孔、工艺孔设计成等直径,可以大幅降低椭圆畸变。综合运用,可以控制大尺寸薄壁渗碳淬火齿轮的畸变。     

20Cr2Ni4A钢齿轮的热处理

一种20Cr2Ni4A钢齿轮要求进行渗碳、淬火处理,达到0.8～1.0 mm的渗层深度、58～62 HRC的表面硬度和34～45 HRC的心部硬度。试验了3种渗碳淬火工艺,最后确定的热处理工艺为:920℃渗碳4 h缓冷,650℃高温回火4 h炉冷至350℃空冷,810℃保温3 h油淬,190℃回火两次。     

12Cr2Ni4钢预备热处理方法对畸变量的影响

本文就12Cr2Ni4钢预备热处理方法对渗碳淬火畸变量的影响进行了试验研究,采用国际上通用的C形畸变试样和按比例缩小的模拟齿轮,对两种不同预备热处理工艺的畸变试样和模拟齿轮进行渗碳淬火的对比试验。测试渗碳淬火的工艺有930℃渗碳及渗后780℃一次淬火和渗碳后820℃二次淬火,试验参数的变化还有不同尺寸的渗碳炉,放置于渗碳炉中不同的高度等。结论是:调质预备的畸变量小于正火回火的畸变量。对于易于变形的工件、对变形要求严格的工件,以及比较重要的工件,预备热处理应优先选用调质工艺。     

铬镍钢齿轮渗碳后的淬火工艺对其畸变的影响

对低碳铬镍钢C形试样和模拟齿轮在930℃渗碳,渗层深度1.8～2.0 mm,然后分别进行850℃空冷、780℃油冷的两次淬火和780℃油冷的一次淬火,检测了C形试样和模拟齿轮的渗层组织和畸变量。结果表明:一次淬火的C形试样和模拟齿轮的畸变量分别比二次淬火的畸变量减少52%和55%以上。一次淬火的渗层内氧化比二次淬火的渗层轻微。因此,低碳铬镍钢零件渗碳后一次淬火比二次淬火更可取。     

螺伞齿轮热处理工艺的改进

模数为3.658 3的20CrMnTiH螺伞齿轮要求进行渗碳和淬硬处理,但热处理时易产生畸变,尺寸精度难以保证。为此,对该齿坯在渗碳前分别进行了正火和调质处理。根据检验结果对齿坯的锻造和热处理工艺进行了改进:1 150～1 120℃始锻;渗碳前930℃保温3 h分散空冷正火;渗碳后780℃油淬,油温80～100℃,或在160℃油中马氏体等温淬火。结果,齿坯平面度和接触区合格率均为99%,总合格率达98%。     

20CrNi2Mo材料齿轮渗碳工艺改进

将20CrNi2Mo渗碳钢材料齿轮渗碳工艺由传统的渗碳-缓冷-球化退火-加热淬火-低温回火,改为渗碳后直接淬火,并从理论上分析了直淬的可行性,为20CrNi2Mo的渗碳热处理工艺的改进提供了一些实践经验和理论数据.     

汽车后桥螺旋伞齿轮热处理畸变的控制

某汽车后桥螺旋伞齿轮经渗碳淬火后畸变量较大,一次合格率较低。为此从齿轮的设计、原材料、热处理工艺3方面分析了齿轮热处理畸变的原因,并采取了下列措施：控制原材料组织,采用正确的预备热处理工艺（正火）,提高淬火冷却均匀性,淬火后及时回火,采用合理的吊具等,结果大大减小了齿轮的热处理畸变,其一次合格率从50％～70％提高到了95％～98％。     

精密齿轮件的真空低压渗碳高压气淬热处理

采用真空低压渗碳和高压气淬相结合的工艺代替以往的气氛渗碳和油淬工艺,在WZST-60G双室真空渗碳设备上进行SCM420精密齿轮的热处理工艺研究,并对其显微组织、硬度、表面碳浓度、变形量等重要工艺指标进行分析。结果表明:930℃渗碳后,在830℃进行2. 0 MPa高压气淬,经160℃回火后,齿轮碳化物等级为1级,表面硬度可达60 HRC,变形量小于0. 04 mm,完全符合工艺要求。     

关于渗碳淬火齿轮畸变的探讨

渗碳淬火齿轮的应用较为广泛,但齿轮在渗碳淬火中产生畸变也是一种普遍现象。引起齿轮热处理畸变的原因是多方面的,如材质、齿轮几何形状、冷热加工工艺等。针对这些原因,并结合生产实践,提出了减小渗碳淬火齿轮畸变的一些措施。对于不可避免畸变的齿轮,可通过预留机加工余量的方法来补偿齿轮的畸变。     

渗碳和淬火工艺对风电齿轮组织的影响

研究了经不同工艺渗碳和淬火的18CrNiMo7-6钢齿轮马氏体针长度的变化。结果表明,18CrNiMo7-6钢齿轮渗碳扩散期碳势降至0.7%,渗碳后较快冷却至650℃保温4 h,在160℃硝盐浴中冷却,再风冷至约110℃水冷,其表面马氏体针长可以控制在12.5μm以内,并可省略高温回火而不影响齿轮的热处理质量。     

机械齿轮钢渗碳热处理变形行为研究

以20Cr2Ni4A和钒微合金化的齿轮钢为对象,研究了其在不同淬火方式下的变形行为,并分析了渗碳热处理过程中渗碳深度与组织演变规律。结果表明,随着淬火方式从空冷到水冷再到油冷,齿轮用钢的平均变形率逐渐上升。油淬热处理后齿轮钢的有效硬化层深度大于空淬热处理。经过油淬处理后,齿轮钢组织中含有细小的马氏体组织,使得其显微硬度高于具有贝氏体+马氏体组织的空淬处理齿轮钢。     

大直径盘式锥齿轮渗碳淬火畸变的控制

一种由SAE8822H钢制的外径为φ495 mm的盘式锥齿轮,其原先的热处理工艺为:预先等温正火→机加工→在多用炉中渗碳(从室温直接加热到930 ℃,采用重叠式装卡)→空冷→在转底炉中二次加热至850 ℃→人工转移到压床淬火油冷→多用炉回火.热处理后畸变超差,并伴有表面脱碳,合格率仅为60%.其改进工艺为:预先等温正火→机加工→在推盘式双排连续渗碳生产线上渗碳(从室温→ 480 ℃→900 ℃→930 ℃分段加热,采用分开摆放的工装)→炉内缓冷至860 ℃→由机械手转移到压床直接淬火油冷→多用炉回火,结果使工件畸变全部控制在合格范围内,而且基本避免了表面脱碳现象.     

基于热和相变应变模型的齿轮合金钢渗碳淬火畸变分析

目的研究热和相变应变各自在渗碳淬火畸变中的作用,分析渗碳淬火工艺对齿轮合金钢畸变的影响。方法通过考虑相变和不考虑相变两种模型,对齿轮合金钢17CrNiMo6C形开口畸变试样渗碳淬火的畸变机理和变形过程进行数值模拟,并设计正交试验,量化工艺参数对畸变的影响程度,最后利用渗碳淬火实验测定表面含碳量和畸变量,验证分析结果。结果初始工艺下热应变约为相变应变的2倍。正交试验各工艺参数的F比结果从大到小顺序为:渗碳温度(1.74)、淬火温度(1.546)、碳势(1.448)、预热温度(0.603)和油温(0.473)。优化工艺参数为:渗碳温度880℃,淬火温度790℃,预热温度500℃,碳势0.8%,油温80℃。优化后畸变率减少了28.5%,畸变分析结果与实验结果对应较好。结论由热膨胀引起的热应变对试样的畸变占据主动,抵消并超过相变应变,渗碳温度、碳势和淬火温度对齿轮合金钢畸变影响较大。     

高灵敏度渗碳淬火畸变试样的研制

为了开发一种对渗碳、淬火产生的畸变高度敏感的试样,在国际通用的测定畸变量的C形试样的基础上,改变厚度、中心距和外径等尺寸,制备了多套12Cr2Ni4钢C形试样。随后对试样进行渗碳、淬火处理,测定试样的畸变量。结果表明,C形试样的厚度由12 mm增大到18 mm,其畴变量平均增大了30%以上;外径70 mm、厚度18 mm的试样,渗碳、淬火后的畸变量增大了46%;然而,不同中心距的试样畸变量的变化规律不明显。采用18 mm厚、其他尺寸与国际通用的C形试样相同的试样可大大简化渗碳、淬火畸变量的测定,减小测量误差。     

40Cr钢齿轮高频感应加热的水淬处理

为了防止 4 0Ｃｒ钢齿轮的淬裂和减少畸变 ,齿轮高频感应加热后一般都采用油淬。油淬有污染 ,且成本高 ,我们在生产中试用自来水对齿轮进行淬火冷却获得成功。零件高频淬火后的淬硬层较浅 ,表面残余应力为压应力 ,有利于防止淬火开裂。因此只要控制得当 ,4 0Ｃｒ钢齿轮在高频感应加热后可以用水淬冷。为了降低淬火应力 ,4 0Ｃｒ钢齿轮的淬火加热温度一般选用 880～ 90 0℃ ,以接近下限为宜。水在低温的冷却能力较强 ,为了防止 4 0Ｃｒ钢齿轮的淬火开裂 ,齿轮经高频感应加热并淬火冷却到Ｍｓ点 (稍高于 2 5 0℃ )以后 ,即出水空冷 ,以降低冷…     

40Cr钢的强烈淬火+回火处理

采用CaCl₂水溶液对40Cr钢进行强烈淬火并高温回火,利用光学显微镜、扫描电镜、硬度计、冲击及拉伸试验机等,表征了显微组织、力学性能及断口形貌,并与常规调质工艺(油淬)进行了对比。结果表明,40Cr钢采用CaCl₂淬火介质进行强烈淬火+高温回火与常规调质处理相比,可获得细小均匀的回火索氏体组织;经强烈淬火+回火处理后,与常规调质相比,硬度提高8%～18%,强度提高3%～5%,冲击性能提高16%～30%,可满足其较高的服役性能要求。40Cr钢最优的调质工艺为850℃保温20 min后采用CaCl₂淬火介质进行强烈淬火,再经580℃回火120 min后空冷。     

渗碳齿轮的感应加热淬火

渗碳件通常都是进行整体淬火回火。某产品的齿轮渗碳后整体淬火因畸变大而达不到要求。该齿轮渗碳后采用感应加热淬火,测定其硬化层的组织、硬度分布,并与经整体淬火的齿轮作比较。结果表明,经感应加热淬火的齿轮畸变小,可得到仿形的硬化层,硬化层性能与整体淬火后的相当。对于轻载荷零件,渗碳后感应淬火是可行的。