SH78Z主动轴五挡齿轮零件结构有内花键,且齿轮两端壁厚不均,零件在渗碳淬火后内花键上下两端变形不一致,内孔锥度严重,齿轮齿向变动量也较大,零件无法装配。通过改进渗碳淬火工艺来减少齿轮内花键畸变,可以较好地解决了以上问题。
表面硬度为680~780HV30或80.7~82.8HRA,心部硬度为35~48HRC,有效硬化层(550HV1)深0.65~0.95mm,磨削面磨后表面硬度≥680HV10,磨后有效硬化层(550HV1)深≥0.5mm。
原工艺采用德国Aichelin多用炉渗碳淬火,产品挂放装炉。热处理工艺为:900±5℃渗碳,855±5℃淬火,采用好富顿355分级淬火油,油温120℃。工艺结果是,齿轮齿向变动量大,内花键锥度严重,导致产品合格率仅50%左右。
改进后工艺仍采用挂放方式装炉,900±5℃渗碳,845±5℃淬火,仍采用好富顿355分级淬火油,油温160℃。结果显示,采用改进后工艺产品变形得到很好控制,合格率达95%以上。
对比改进前后两种热处理工艺可以看出,主要改进了两个方面。a.降低淬火温度以相对降低零件从高温冷却下来的温差,从而减小渗碳淬火零件由于热应力而引起的畸变;b.提高淬火油温度减小变形,因为油的温度提高,流动性随之改善,更易均匀地上下循环流动,以利于零件均匀冷却,减小变形。经过工艺改进渗碳淬火并回火后,齿轮整体的热处理质量获得明显改善。
经过工艺改进后生产的主五挡齿轮各项技术指标均满足技术要求,热处理畸变得到有效控制。对带内花键同时有效厚度相差较大、结构复杂齿轮的渗碳淬火热处理畸变控制,可通过适当降低零件渗碳淬火温度和适当提高淬火油温度来实现。作为推广应用,对从动三挡齿、从动四挡齿也使用了相同工艺来解决变形超差问题,都取得了良好的效果。(子云)