01 產(chǎn)品簡(jiǎn)介及熱處理要求

　　試驗(yàn)用花鍵齒輪材料為20CrMoTiH鋼，要求表面硬度58~ 62HRC，有效硬化層深度0.6 ~ 1.0 mm, 孔徑變化≤ ± 0. 03 mm，錐度畸變量≤ ± 0. 03 mm。材料成分：0. 17% ?0. 23% C，0. 80% ?1. 15% Mn，1.00%?1.30%Cr，0.17% ?0. 37% Si，≤0. 035% P, ≤0.035% S。

　　圖1 花鍵齒輪簡(jiǎn)圖

　　02 試驗(yàn)結(jié)果與分析

　　熱處理工藝：920 °C x 30 min均溫;920 °C x 150 min滲碳，碳勢(shì) 1.05%C;920 °C x 80 min 擴(kuò)散， 碳勢(shì) 0. 80% C ;840 °C x 30 min，碳勢(shì) 0. 75% C，油淬，油溫110 °C，淬火30 min，中速攪拌;170 °C回火 3 h。處理后有效硬化層為0. 75 mm，表面硬度為 61.5 HRC，均達(dá)到了要求。熱處理前、后齒輪的尺寸變化如表1所示(從料框上、中、下三個(gè)部位各取 3個(gè)齒輪測(cè)定)。

　　表1 齒輪熱處理前、后的尺寸變化/mm

　　表1數(shù)據(jù)表明，齒輪的尺寸精度未達(dá)到要求。

　　導(dǎo)致零件熱處理畸變的原因很多，如原材料、預(yù)先熱處理和熱處理工藝等。鋼材真空脫氣處理后, 純凈度高，雜質(zhì)少，晶粒度均勻。鋼材晶粒度對(duì)熱處理畸變有明顯影響，晶粒粗大，畸變也較大，應(yīng)嚴(yán)格控制晶粒度及混晶。此外，淬透性高的工件，淬火畸變量較大，在選擇材料時(shí)，要考慮這一因素。滲碳淬火前必須進(jìn)行等溫正火，等溫正火的質(zhì)量影響畸變的均勻性。

　　齒輪滲碳淬火時(shí)，必然產(chǎn)生不同程度的畸變。由于裝爐量大，稍有不慎就會(huì)造成大量產(chǎn)品的不合格。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和研究分析，采取如下措施可明顯減小齒輪的熱處理畸變：①將齒輪用料棒串起來橫放在料框中，齒輪之間有一定間隙，料棒要平直;②盡可能采用較低的淬火溫度;③嚴(yán)格控制淬火油溫及其攪拌烈度。

　　首先改變裝爐方式，即用料棒將齒輪串起來(如圖2所示)，其余工藝參數(shù)暫時(shí)不變，結(jié)果，齒輪的表面硬度和滲層深度均合格，尺寸變化如表2所示(抽樣部位和數(shù)量同上)。

　　圖2 串裝的花鍵齒輪

　　表2 串裝齒輪熱處理前、后的尺寸變化/mm

　　從表2結(jié)果可以看出，改變裝爐方式后齒輪的尺寸變化明顯較小。在此基礎(chǔ)上，再調(diào)整熱處理工藝: 滲碳：920 °C X30 min 均溫;920 °C X150 min 滲碳，碳勢(shì)1.05% C;920 °C x 80 min 擴(kuò)散，碳勢(shì)0.80%C;820 °C x30 min，碳勢(shì) 0. 75C% ，油淬，油溫 120 °C , 淬火30 min低速攪拌;170°C回火3 h。齒輪的尺寸變化如表3所示。

　　表3 按調(diào)整后的滲碳和淬火工藝處理的齒輪的尺寸變化/mm

　　上述結(jié)果表明，齒輪的尺寸精度達(dá)到了要求，滲層深度、表面硬度等指標(biāo)也都合格。

　　03 結(jié)束語

　　影響零件熱處理畸變的因素很多，由于客觀條件的限制，不可能詳細(xì)研究每一個(gè)影響因素，只能具體問題具體分析，從最可行的方面進(jìn)行調(diào)整。本文主要通過改變裝料方式、淬火溫度、淬火介質(zhì)的溫度和攪拌烈度使花鍵齒輪的熱處理畸變控制在所要求的范圍內(nèi)。