CN103726007A - 一种减少盘类、齿轮工件的氮化变形量的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种减少盘类、齿轮工件的氮化变形量的工艺，包括步骤如下：1）将待氮化的盘类、齿轮工件按以下方式摆放在所述的氮化炉中，以下所述盘类、齿轮工件简称工件：本发明采用上述排放方式对工件进行排放，其独特的间隙范围确保工件在氮化炉中均匀散热及应力的释放；2）氮化炉升温：本发明通过阶段性升温、并在升温的阶段间停炉设置，实现了对工件的应力释放，匀化炉膛内的温度分布，使得氮化的工件变形量大大减小，其工件的合格率达90-97%。本发明所述的减少盘类、齿轮工件的氮化变形量的工艺，可应用于多种领域的工件加工，其加工精度和合格率完全满足轨道交通领域所应用的传动工件，确保工件的正常工作。
Description
技术领域
本发明涉及一种减少盘类、齿轮工件的氮化变形量的工艺，属于盘类、齿轮工件的精细加工技术领域。
背景技术
随着工业社会不断的发展，对工业机械工件的质量要求越来越高。在高精尖的机械加工领域，工件的产出品质直接影响到其配装的各个领域。在所述联动技术领域，盘类、齿轮工件的加工对质量的要求较高。尤其在轨道交通领域所应用的传动工件，工件的精确度和合格率直接影响轨道交通的整体安全和发展。
在批量生产的当今，往往存在利用单个加工设备处理成批多个的设备工件：例如，在工件的氮化处理环节，根据工件材质和渗层要求，使渗氮工件表面获得含氮强化层，得到高硬度，高耐磨性，高疲劳极限和良好的耐磨性。但在氮化过程中使用的氮化炉容积较大，其内部各个部位的温度不均，变形量加大，因此影响整炉内工件的合格率。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种减少盘类、齿轮工件的氮化变形量的工艺。
本发明的技术方案如下：
一种减少盘类、齿轮工件的氮化变形量的工艺，包括步骤如下：
沿所述氮化炉的炉膛轴向高度将所述氮化炉的炉膛自上而下平均分为上部炉膛、中部炉膛和下部炉膛；
1）将待氮化的盘类、齿轮工件按以下方式摆放在所述的氮化炉中，以下所述盘类、齿轮工件简称工件：
先将工件摆放在下部炉膛中，上下相邻的工件之间的距离为工件轴向高度的15%-20%；
再顺次将工件摆放在中部炉膛中，上下相邻的工件之间的距离为工件轴向高度的30%-35%；
最后顺次将工件摆放在上部炉膛中，上下相邻的工件之间的距离为工件轴向高度的15%-20%；
本发明经过大量的实验研究，采用上述排放方式对工件进行排放，使得位于中部的工件彼此间的间隙大于位于两端的工件间隙，其独特的间隙范围确保工件在氮化炉中均匀散热及应力的释放；
2）氮化炉升温：
将氮化炉的炉温阶段性升温至氮化保温温度T4，顺次将氮化炉炉温升至T1、T2、T3、T4，所述T4＞T3＞T2＞T1；在上述T1、T2、T3和T4之间的升温间隔处停炉30-60mins；并在氮化保温温度T4时，按照现有技术向所述氮化炉中充氮，完成对所述工件的氮化。
此处设计的优势在于：通过阶段性升温、并在升温的阶段间停炉设置，实现了对工件的应力释放，匀化炉膛内的温度分布，使得氮化的工件变形量大大减小，其工件的合格率达90-97%。
根据本发明优选的，所述T1的范围：190-250℃，所述T2的范围：300-360℃，所述T3的范围：400-450℃，所述T4的范围：500-550℃。
本发明的优势在于
本发明所述的减少盘类、齿轮工件的氮化变形量的工艺，可应用于多种领域的工件加工，其加工精度和合格率完全满足轨道交通领域所应用的传动工件，确保工件的正常工作。本发明经过大量的实验研究，采用独特设计的排放方式对工件进行排放，使得位于中部的工件彼此间的间隙大于位于两端的工件间隙，其独特的间隙范围确保工件在氮化炉中均匀散热及应力的释放；本发明通过阶段性升温、并在升温的阶段间停炉设置，实现了对工件的应力释放，匀化炉膛内的温度分布，使得氮化的工件变形量大大减小，其工件的合格率达90-97%。
具体实施方式
通过具体实施例对本发明作进一步的阐述，但不限于此。
以下实施例所采用的为辉光离子氮化炉。
实施例1、
本实施例所待氮化的工件为盘类工件。
一种减少盘类、齿轮工件的氮化变形量的工艺，包括步骤如下：
沿所述氮化炉的炉膛轴向高度将所述氮化炉的炉膛自上而下平均分为上部炉膛、中部炉膛和下部炉膛；
1）将待氮化的盘类、齿轮工件按以下方式摆放在所述的氮化炉中，以下所述盘类工件简称工件：
先将工件摆放在下部炉膛中，上下相邻的工件之间的距离为工件轴向高度的15%；
再顺次将工件摆放在中部炉膛中，上下相邻的工件之间的距离为工件轴向高度的30%；
最后顺次将工件摆放在上部炉膛中，上下相邻的工件之间的距离为工件轴向高度的15%；
2）氮化炉升温：
将氮化炉的炉温阶段性升温至氮化保温温度T4，顺次将氮化炉炉温升至T1、T2、T3、T4，所述T4＞T3＞T2＞T1；在上述T1、T2、T3和T4之间的升温间隔处停炉40mins；并在氮化保温温度T4时，按照现有技术向所述氮化炉中充氮，完成对所述工件的氮化。
所述T1为：200℃，所述T2为：300℃，所述T3为：400℃，所述T4为：520℃。
对比例1、
本对比例盘类工件的参数与实施例1相同，所采用的氮化离子炉也相同。
本对比例的工艺是按照现有技术排放和氮化工件，以下表1为本对比例1与实施例1所处理工件的合格率对比。
表1：对比例1与实施例1所处理工件的合格率对比表
| 名称 | 合格率 |
| 实施例1所述工艺 | 95% |
| 对比例1所述工艺 | 70% |
实施例2、
本实施例所待氮化的工件为齿轮工件。
一种减少盘类、齿轮工件的氮化变形量的工艺，包括步骤如下：
沿所述氮化炉的炉膛轴向高度将所述氮化炉的炉膛自上而下平均分为上部炉膛、中部炉膛和下部炉膛；
1）将待氮化的盘类、齿轮工件按以下方式摆放在所述的氮化炉中，以下所述齿轮工件简称工件：
先将工件摆放在下部炉膛中，上下相邻的工件之间的距离为工件轴向高度的17%；
再顺次将工件摆放在中部炉膛中，上下相邻的工件之间的距离为工件轴向高度的32%；
最后顺次将工件摆放在上部炉膛中，上下相邻的工件之间的距离为工件轴向高度的17%；
2）氮化炉升温：
将氮化炉的炉温阶段性升温至氮化保温温度T4，顺次将氮化炉炉温升至T1、T2、T3、T4，所述T4＞T3＞T2＞T1；在上述T1、T2、T3和T4之间的升温间隔处停炉50mins；并在氮化保温温度T4时，按照现有技术向所述氮化炉中充氮，完成对所述工件的氮化。
所述T1为：230℃，所述T2为：320℃，所述T3为：400℃，所述T4为：530℃。
对比例2、
本对比例齿轮工件的参数与实施例2相同，所采用的氮化离子炉也相同。
本对比例的工艺是按照现有技术排放和氮化工件，以下表2为本对比例2与实施例2所处理工件的合格率对比。
表2：对比例2与实施例2所处理工件的合格率对比表
| 名称 | 合格率 |
| 实施例2所述工艺 | 97% |
| 对比例2所述工艺 | 71% |
实施例3、
本实施例所待氮化的工件为齿轮工件。
一种减少盘类、齿轮工件的氮化变形量的工艺，包括步骤如下：
沿所述氮化炉的炉膛轴向高度将所述氮化炉的炉膛自上而下平均分为上部炉膛、中部炉膛和下部炉膛；
1）将待氮化的盘类、齿轮工件按以下方式摆放在所述的氮化炉中，以下所述齿轮工件简称工件：
先将工件摆放在下部炉膛中，上下相邻的工件之间的距离为工件轴向高度的20%；
再顺次将工件摆放在中部炉膛中，上下相邻的工件之间的距离为工件轴向高度的35%；
最后顺次将工件摆放在上部炉膛中，上下相邻的工件之间的距离为工件轴向高度的20%；
2）氮化炉升温：
将氮化炉的炉温阶段性升温至氮化保温温度T4，顺次将氮化炉炉温升至T1、T2、T3、T4，所述T4＞T3＞T2＞T1；在上述T1、T2、T3和T4之间的升温间隔处停炉60mins；并在氮化保温温度T4时，按照现有技术向所述氮化炉中充氮，完成对所述工件的氮化。
所述T1为250℃，所述T2为360℃，所述T3为450℃，所述T4的范围：540℃。
对比例3、
本对比例齿轮工件的参数与实施例3相同，所采用的氮化离子炉也相同。
本对比例的工艺是按照现有技术排放和氮化工件，以下表3为本对比例3与实施例3所处理工件的合格率对比。
表3：对比例3与实施例3所处理工件的合格率对比表
| 名称 | 合格率 |
| 实施例3所述工艺 | 97% |
| 对比例3所述工艺 | 69% |
Claims (2)
1.一种减少盘类、齿轮工件的氮化变形量的工艺，其特征在于，该工艺包括步骤如下：
沿所述氮化炉的炉膛轴向高度将所述氮化炉的炉膛自上而下平均分为上部炉膛、中部炉膛和下部炉膛；
1）将待氮化的盘类、齿轮工件按以下方式摆放在所述的氮化炉中，以下所述盘类、齿轮工件简称工件：
先将工件摆放在下部炉膛中，上下相邻的工件之间的距离为工件轴向高度的15%-20%；
再顺次将工件摆放在中部炉膛中，上下相邻的工件之间的距离为工件轴向高度的30%-35%；
最后顺次将工件摆放在上部炉膛中，上下相邻的工件之间的距离为工件轴向高度的15%-20%；
2）氮化炉升温：
将氮化炉的炉温阶段性升温至氮化保温温度T4，顺次将氮化炉炉温升至T1、T2、T3、T4，所述T4＞T3＞T2＞T1；在上述T1、T2、T3和T4之间的升温间隔处停炉30-60mins；并在氮化保温温度T4时，按照现有技术向所述氮化炉中充氮，完成对所述工件的氮化。
2.根据权利要求1所述的一种减少盘类、齿轮工件的氮化变形量的工艺，其特征在于，所述T1的范围：190-250℃，所述T2的范围：300-360℃，所述T3的范围：400-450℃，所述T4的范围：500-550℃。
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