怎樣通過改進熱處理設備與工序方法減小大直徑汽車盤式錐齒輪滲碳淬火畸變
重型載重卡車單級減速器車橋大直徑盤式錐齒輪,直徑達495mm,高度66. 5mm,產品單件質量為43kg。齒數Z=38,模數m=13mm,材料為SAE8822H。技術要求:有效硬化層深度1. 778~2. 285mm,表面硬度57~65HRC,齒心部硬度30~45HRC,馬氏體、殘留奧氏體和碳化物為1~5級、表面網狀非馬氏體組織層深≤0. 025mm;變形要求內孔圓度≤0. 15mm,外緣平面度≤0.10mm,內緣平面度≤0.20mm。
(1)工藝流程及畸變問題
1)工藝流程
毛坯鍛造成型→預先等溫正火→機加工→滲碳空冷→二次加熱→淬火壓床加壓淬火→回火→車內孔→齒輪配對→強力拋丸→錳磷化→入庫。
2)畸變。滲碳和緩冷處理采用帶緩冷室的密封多用爐,二次加熱設備采用9工位轉底爐完成,壓淬采用Y9050B淬火壓床。其熱處理工藝路線為:滲碳930℃×18h,碳勢1.1%→降溫,擴散860℃×1. 6h,碳勢0.8%→出爐緩冷→轉爐二次加熱850℃×2h,碳勢0.8%→出爐壓床淬火→低溫回火180℃×2h。檢驗結果,變形合格率僅為60%左右,而且有部分表面有脫碳情況。
(2)新工藝及效果
1)工藝流程
毛坯鍛造成型→預先等溫正火→機加工→滲碳→淬火壓床加壓淬火→回火→車內孔→齒輪配對→強力拋丸→錳磷化→入庫。滲碳淬火改用STKEs-60/60/750-2×15-950CN型推盤式雙排滲碳連續(xù)生產線。該生產線為全自動控制,滲碳后可直接入油淬火或進入保溫室由機械手取料進行壓力淬火,工藝見圖4-23。
2)壓淬工藝及效果。脹孔壓強3~3. 5MPa;采用脈動施壓,頻率20次/min,其壓強5~5. 5MPa;淬火油為好富頓快速冷卻K油,淬火油流量三級開關全部打開,壓淬時間5min。
檢驗結果,變形控制在合格范圍內,基本消除表面脫碳問題。單件質量大,在高溫狀況下自身屈服強度很低,疊放會造成下面齒輪變形加大,為此采用疊放,但每個齒輪上架隔放,以減小下面齒輪的畸變。經臺架疲勞試驗,由過去的20萬次左右提高到產品質量要求的50萬次