CN109487069B - 一种内齿圈控制热处理变形的热处理方法 - Google Patents

一种内齿圈控制热处理变形的热处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种内齿圈控制热处理变形的热处理方法，其包括步骤：将检测表面无损伤缺陷的内齿圈进行清洗后装炉干燥；干燥后的内齿圈送入加热室进行C‑N共渗；将圆柱形或环形芯轴装入碳氮共渗后的内齿圈中，芯轴与内齿圈为过盈配合；将装配有芯轴的内齿圈进行电磁感应淬火；将淬火后的内齿圈进行回火，回火过程中，芯轴仍然与内齿圈装配在一起；以及，内齿圈冷却至室温，将芯轴与内齿圈分离。本发明的内齿圈控制热处理变形的热处理方法，热处理工艺效率高、效果好且尽可能的避免了内齿圈的淬火形变，保证了内齿圈的尺寸精度和圆度；特别适合直径大、厚度比较薄的内齿圈的热处理过程。

Description

一种内齿圈控制热处理变形的热处理方法
技术领域
本发明涉及内齿圈生产过程中的热处理技术领域，特别涉及一种内齿圈控制热处理变形的热处理方法。
背景技术
内齿圈广泛应用于各种各样的传动机构中，如农用机械、家用轿车、重型工程车等。内齿圈在加工成型后需要经过热处理来获得优异的力学、物理和化学性能，满足严苛的使用需求。目前的内齿圈热处理工艺， 一是采用软氮化处理工艺， 该工艺加工的特点是内齿圈变形较小且易于控制，但存在着硬化深度浅、使用寿命相对较低等问题；另一个是采用渗碳淬火工艺， 这种工艺的硬化层深度较深、疲劳强度较高， 该工艺会使容易使内齿圈发生淬火畸变、变形超差的问题，失圆超差的问题比较突出， 热处理的合格率偏低，废品率较高，特别是对于直径较大的内齿圈。现有的淬火工艺中，为了尽可能降低内齿圈的淬火畸变，往往在淬火前在内齿圈中插入与内齿圈啮合的涨胎，然后再进行淬火，以此来避免内齿圈发生形变。但是这种方式也存在明显的缺陷，即需要对内齿圈进行加热淬火时，具有齿形的涨胎会覆盖内齿圈的表面，影响内齿圈的加热和冷却效果，进而会影响最终的热处理效果。
发明内容
针对现有技术中存在缺陷，本发明的目的是提供一种内齿圈控制热处理变形的热处理方法，既可以尽可能的避免内齿圈的淬火形变，又能保证淬火的效果。
为达到本发明的效果，本发明的一种内齿圈控制热处理变形的热处理方法包括如下步骤：
S1：将检测表面无损伤缺陷的内齿圈进行清洗后装炉干燥,干燥时间为20-25min；
S2：干燥后的内齿圈送入加热室进行C-N共渗，将加热室加温，升温过程通入氨气，流量控制为120-170L/h,温度升至620-650℃时停止加温，保温时间120-150min；然后将炉子旋盖打开，点火燃烧；燃烧过程滴入甲醇，滴入量为1.2-1.6L/h，氨气通入量增大至350-360L/h,温度升至820-830℃，在炉子无漏气的情况下，保持恒温120-150min；然后降低温度至800℃，保温1.5h；
S3：将圆柱形或环形芯轴装入碳氮共渗后的内齿圈中，芯轴与内齿圈为过盈配合；
S4:将装配有芯轴的内齿圈进行电磁感应淬火；
S5：将淬火后的内齿圈进行回火，回火温度550-580℃，且回火过程中，芯轴仍然与内齿圈装配在一起；以及，
S6：内齿圈冷却至室温，将芯轴与内齿圈分离。
优选的，在所述的步骤S2中，其过程为：将干燥后的内齿圈送入加热室进行C-N共渗，将加热室加温，升温过程通入氨气，流量控制为150-160L/h,温度升至640-650℃时停止加温，保温时间135-150min；然后将炉子旋盖打开，点火燃烧；燃烧过程滴入甲醇，滴入量为1.5-1.6L/h，氨气通入量增大至350-360L/h,温度升至820-830℃，在炉子无漏气的情况下，保持恒温140-150min；然后降低温度至800℃，保温1.5h。
优选的，所述的芯轴的直径为内齿圈齿顶圆直径的1.002-1.005倍。
再优选的，所述的芯轴的厚度小于或等于内齿圈的厚度。
本发明的内齿圈控制热处理变形的热处理方法，在内齿圈淬火前置入圆柱状芯轴，并在淬火后的回火过程中仍然保持芯轴在内齿圈中，芯轴不会遮盖齿面，利于后道的齿面淬火；且本发明的方法适于应用淬火速度快、效果好且便于机械化、自动化操作的电磁感应淬火，工作效率高；整个热处理工艺效率高、效果好且尽可能的避免了内齿圈的淬火形变，保证了内齿圈的尺寸精度和圆度；特别适合直径大、厚度比较薄的内齿圈的热处理过程。
附图说明
通过下面结合附图的详细描述，本发明前述的和其他的目的、特征和优点将变得显而易见。其中：
图1所示为本发明的一实施例的内齿圈和芯轴的装配结构示意图；
图2所示为本发明的另一实施例的内齿圈和芯轴的装配结构示意图。
具体实施方式
结合具体实施例对本发明的特点及优点详述如下。
根据本发明的目的，本发明的一种内齿圈控制热处理变形的热处理方法包括如下步骤：
S1：对内齿圈10进行检查，查看其表面有无裂纹、损伤等缺陷；将检测表面无损伤缺陷的内齿圈进行清洗后装炉干燥,干燥时间为20-25min；
S2：干燥后的内齿圈送入加热室进行C-N共渗，首先将加热室加温，开始时可以使用所有加热管对炉内快速升温，缩短工艺时间；升温过程通入氨气，流量控制为120-170L/h,温度升至620-650℃时停止加温，恒温保持120-150min；然后将炉子旋盖打开，点火燃烧；燃烧过程滴入甲醇，滴入量为1.2-1.6L/h，氨气通入量增大至350-360L/h,温度升至820-830℃，在检查炉子无漏气的情况下，保持恒温120-150min；然后降低温度至800℃，保温1.5h；
S3：将芯轴20装入碳氮共渗后的内齿圈中，芯轴与内齿圈为过盈配合；
S4: 将装配有芯轴的内齿圈进行电磁感应淬火；
S5：将淬火后的内齿圈进行回火，回火温度550-580℃，且回火过程中，芯轴仍然与内齿圈装配在一起；以及，
S6：内齿圈冷却至室温，将芯轴与内齿圈分离。
在一优选的实施方式中，在所述的步骤S2中，其过程为：将干燥后的内齿圈送入加热室进行C-N共渗，将加热室加温，升温过程通入氨气，流量控制为150-160L/h,温度升至640-650℃时停止加温，保温时间135-150min；然后将炉子旋盖打开，点火燃烧；燃烧过程滴入甲醇，滴入量为1.5-1.6L/h，氨气通入量增大至350-360L/h,温度升至820-830℃，在炉子无漏气的情况下，保持恒温140-150min；然后降低温度至800℃，保温1.5h。
在另一优选的实施方式中，所述的芯轴20的直径为内齿圈10的齿顶圆直径的1.002-1.005倍；所述的芯轴的厚度小于或等于内齿圈的厚度；在上述的实施例中，所述的芯轴可以是如图1所示的圆柱形芯轴20或者如图2所示的圆环形芯轴20’。较优的选用环形结构的芯轴，更利于采用电磁感应淬火方式进行淬火工艺。相比传统的淬火工艺，利用电磁感应在工件内产生涡流而将工件进行加热的感应淬火具备诸多优点，比如，热源在工件表层，加热速度快，热效率高；工件加热时间短，表面氧化脱碳量少；工件表面硬度高，缺口敏感性小，冲击韧性、疲劳强度以及耐磨性等均有很大提高；设备紧凑，使用方便，便于机械化和自动化操作。
本发明的内齿圈控制热处理变形的热处理方法，在内齿圈淬火前置入圆柱状芯轴，并在淬火后的回火过程中仍然保持芯轴在内齿圈中，芯轴不会遮盖齿面，使热源直达齿面表层，利于后道的齿面淬火；且本发明的方法适于应用淬火速度快、效果好且便于机械化、自动化操作的电磁感应淬火，工作效率高；整个热处理工艺效率高、效果好且尽可能的避免了内齿圈的淬火形变，保证了内齿圈的尺寸精度和圆度；本发明的热处理方法特别适用于直径大、厚度比较薄的内齿圈的热处理过程。
本发明并不局限于所述的实施例，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神即公开范围内，仍可作一些修正或改变，故本发明的权利保护范围以权利要求书限定的范围为准。

Claims (2)

1.一种内齿圈控制热处理变形的热处理方法，其特征在于，所述的热处理方法包括如下步骤：
S1：将检测表面无损伤缺陷的内齿圈进行清洗后装炉干燥,干燥时间为20-25min；
S2：干燥后的内齿圈送入加热室进行C-N共渗，将加热室加温，升温过程通入氨气，流量控制为120-170L/h,温度升至620-650℃时停止加温，保温时间120-150min；然后将炉子旋盖打开，点火燃烧；燃烧过程滴入甲醇，滴入量为1.2-1.6L/h，氨气通入量增大至350-360L/h,温度升至820-830℃，在炉子无漏气的情况下，保持恒温120-150min；然后降低温度至800℃，保温1.5h；
S3：将芯轴装入碳氮共渗后的内齿圈中，芯轴与内齿圈为过盈配合；所述芯轴为圆柱形或圆环形；其中, 所述的芯轴的直径为内齿圈齿顶圆直径的1.002-1.005倍,且芯轴的厚度小于或等于内齿圈的厚度；
S4: 将装配有芯轴的内齿圈进行电磁感应淬火；
S5：将淬火后的内齿圈进行回火，回火温度550-580℃，且回火过程中，芯轴仍然与内齿圈装配在一起；以及，
S6：内齿圈冷却至室温，将芯轴与内齿圈分离。
2.如权利要求1所述的一种内齿圈控制热处理变形的热处理方法，其特征在于，在所述的步骤S2中，其过程为：将干燥后的内齿圈送入加热室进行C-N共渗，将加热室加温，升温过程通入氨气，流量控制为150-160L/h,温度升至640-650℃时停止加温，保温时间135-150min；然后将炉子旋盖打开，点火燃烧；燃烧过程滴入甲醇，滴入量为1.5-1.6L/h，氨气通入量增大至350-360L/h,温度升至820-830℃，在炉子无漏气的情况下，保持恒温140-150min；然后降低温度至800℃，保温1.5h。
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