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轴承知识

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大直径齿圈渗碳淬火

2020-07-14
葛花荣 周峰
(中冶陕压重工设备有限公司热处理分公司技术室;中冶陕压重工设备有限公司热加工中心)
  最近,热处理分公司对两件齿圈进行渗碳淬火,材料20CrNi2Mo,技术要求齿面硬度56~60HRC,渗碳层深度1.8~2.0mm,该件外形尺寸φ1470mm×145mm(内孔φ1313mm),模数14,齿沟距内孔距离为50mm左右,按常规热处理留量与热处理工艺,极易出现由于淬火后工件变形发生尺寸超差而造成工件报废。
  1. 前期分析
  (1)常规热处理工艺留量
  渗碳前公法线留量0.8 mm+0.1mm,其余面留量单边5mm,对于此结构强度低的齿圈,该工艺留量与工艺方法无法保证最终工件成品尺寸。
  (2)现采取措施
  采用加大热处理工艺余量并且制作专用工装的方法进行该件的渗碳淬火。
  2. 工艺准备
  (1)工艺留量
  该件渗碳前工艺余量:端面留量10mm,公法线留量0.8mm+0.1mm,齿顶圆直径留量1mm,内孔按最小孔直径留量62mm,并在62mm宽范围内(φ1281mm位置)钻攻8×M12螺纹孔来把合渗碳淬火时的工装。
  (2)渗碳淬火工装
  采用法兰式工装,尺寸如图1所示。
图1 渗碳淬火工装
  (3)渗碳入炉准备
  ①渗碳前工件非渗碳面刷防渗涂料进行防渗保护。
  ②将图1法兰式工装渗碳前把合在工件的下端面,在工装下底面表面沿φ800mm圆焊接φ40mm×155mm圆钢六处,防止渗碳淬火加热过程中上端面工装下陷变形而在淬火时起不到支撑作用,圆钢与4个φ400mm均布通孔错开,该通孔的目的是淬火后用该孔漏油。
  ③把合上端面工装,上端面把合工装无此4个φ400mm均布通孔,其余尺寸均一样。
  ④渗碳炉吊具直接从φ400mm尺寸穿下进行渗碳。
  (4)渗碳后
  由于工装装卸困难,渗碳后工件不返加工车间,直接淬火。
  3. 渗碳与淬火后结果
  渗碳与淬火前后尺寸见表1。
表1 渗碳与淬火前后尺寸  (mm)
  4. 增加热处理时效工序
  该件淬火后由于渗碳前内孔留量太大,为防止加工到时效前留量时进行时效工序后,工件由于加工应力变形太大而造成尺寸超差,故增加一道时效工序,时效前仅加工内孔,内孔直径留量18mm,其他部位不动刀,待时效后再加工其他部位进行后续工件时效。
  5. 结语
  通过专用工装的制作与使用,该薄壁齿圈件最终合格,达到图样尺寸要求和硬度要求,该办法的实施,为以后类似工件的渗碳淬火积累了经验,直接带来较好的经济效益,使一项热处理齿圈渗碳淬火工艺走向成熟。
(来源:热处理生态圈)

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