李年蓮　王尊禮

摘 要:對(duì)如何控制蝸桿滲碳淬火后變形量進(jìn)行了分析,結(jié)果表明,通過(guò)預(yù)處理及滲碳工藝的改進(jìn),能夠有效的控制滲碳件的變形量,解決了生產(chǎn)中的關(guān)鍵問(wèn)題。

關(guān)鍵詞:蝸桿變形量工藝改進(jìn)

中圖分類(lèi)號(hào):TG162 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2012)7(c)-0080-01

發(fā)現(xiàn)為外協(xié)廠(chǎng)家生產(chǎn)的蝸桿滲碳淬火后變形量大(>0.9mm),遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能遠(yuǎn)足客戶(hù)的要求,因此每次滲碳淬火后都要進(jìn)行校直,在校直過(guò)程中經(jīng)常會(huì)校斷或者出現(xiàn)裂紋導(dǎo)致批量報(bào)廢,極大的造成了經(jīng)濟(jì)和聲譽(yù)的損失。為此我們對(duì)滲碳淬火變形進(jìn)行了分析并且對(duì)原工藝進(jìn)行了改進(jìn)試驗(yàn),制定了合理的工藝,取得了明顯的效果。

1 對(duì)滲碳淬火變形分析

1.1 材料對(duì)滲碳淬火蝸桿變形的影響

在蝸桿選材正確的前提下,原材料的均勻性、純凈性、淬透性是影響滲碳淬火蝸桿的變形的主要材料因素。首先,均勻性包括成分、組織和缺陷分布的均勻性。化學(xué)成分分布不均便會(huì)產(chǎn)生偏析,滲碳淬火后偏析部分的組織和應(yīng)力與別處不一樣,這樣會(huì)產(chǎn)生變形,鋼中雜質(zhì)和缺陷總是難免的,但如果分布均勻,則會(huì)將有害影響降至最低。帶狀組織是組織不均勻的特例,它會(huì)使材料產(chǎn)生各相異性,淬火變形增大所以要求原材料帶狀組織不高于1級(jí)。其次純凈性是指鋼的成分符合標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí),鋼中雜質(zhì)含量的多少。雜質(zhì)的存在使鋼的基體被分割成許多成分、性能、狀態(tài)各異的部分,滲碳淬火后變形量大,因此要求雜質(zhì)盡可能的少,其非金屬雜質(zhì)含量應(yīng)控制在2級(jí)以?xún)?nèi)。最后是淬透性的影響,淬透性包括兩個(gè)方面:一、淬透性值的高低。淬透性值太高,冷卻時(shí)馬氏體轉(zhuǎn)變更為劇烈,零件變形更大;二、淬透性值分布帶的寬窄。淬透性帶的寬度越窄越好,帶寬太大,說(shuō)明成分均勻性不是太好,淬火后應(yīng)力不均,容易變形,因此要嚴(yán)格控制材料。

1.2 鍛造工藝的影響和控制

鍛造工序?qū)μ岣吡慵男阅茏饔煤艽?它能改善材料組織,消除材料一些缺陷,提高材料均勻性,但如鍛造工藝不當(dāng),可能形成過(guò)熱組織、折疊,殘留應(yīng)力等缺陷,這些缺陷也將影響齒輪滲碳變形。

1.3 正火工藝的影響

正火是滲碳前的預(yù)處理,正火使組織更加均勻,是減小與防止零件熱處理變形的有效措施。

1.4 滲碳淬火的影響

(1)滲碳設(shè)備必須有良好的爐溫均勻性、密封性和氣氛的均勻性。否則爐中工件會(huì)由于爐溫或氣氛的不均勻而導(dǎo)致變形不均勻。

(2)工裝的裝夾應(yīng)盡可能使工件加熱和冷卻均勻:a、軸類(lèi)零件通常應(yīng)豎放。b、裝夾時(shí)工件間應(yīng)保持一定的距離,而且間隙應(yīng)均勻,排列應(yīng)有序,以確保氣氛流通均勻。裝夾的不規(guī)則與不合理,可能會(huì)導(dǎo)致?tīng)t內(nèi)產(chǎn)生渦流,在渦流場(chǎng)的四周邊緣,氣流的速度與氣氛的濃度產(chǎn)生較大的變化,使?jié)B碳效果不一樣,位于渦流區(qū)域,碳濃度高。因此工件的裝夾方式不當(dāng)也會(huì)導(dǎo)致工件的變形量增大。

(3)工藝的影響。在滲碳淬火工藝方面,一般認(rèn)為,降低滲碳溫度,降低淬火溫度可以減小淬火變形,控制滲層的碳濃度和濃度梯度,不僅能優(yōu)化滲層組織,而且可以減小變形量,淬火過(guò)程對(duì)變形量也有影響,特別是油的攪拌對(duì)變形量也有影響。

2 對(duì)傳統(tǒng)工藝的分析和改進(jìn)

該蝸桿材料為20CrMnTi,滲層要求為0.8-1.2mm,硬度HRC58-62,變形量小于0.5mm,傳統(tǒng)工藝是940℃滲碳,試棒達(dá)到了0.9mm時(shí)便擴(kuò)散15min降溫至880℃時(shí)淬火,滲碳淬火后硬度為HRC58-62,但變形量大于0.9mm,全部要經(jīng)過(guò)校直才能滿(mǎn)足客戶(hù)的要求,因此我們對(duì)原有工藝進(jìn)行了改進(jìn),首先對(duì)原材料進(jìn)行正火,正火工藝為940℃*4H,其次滲碳過(guò)程中降低蝸桿滲碳溫度,由原先的940℃調(diào)整為900℃,擴(kuò)散時(shí)間延長(zhǎng)為90min,然后隨爐降溫至830℃保溫40min后淬火,工藝曲線(xiàn)如下。(如圖1)

3 控制蝸桿滲碳變形量的措施

(1)零件處理前必須要求外協(xié)廠(chǎng)家提供原材料化驗(yàn)單,確保材料合格。

(2)零件處理前必須要經(jīng)過(guò)鍛打和正火。

(3)保證滲碳設(shè)備良好的爐溫均勻性、密封性和氣氛的均勻性。工裝能夠保證蝸桿滲碳和淬火時(shí)全部豎直放置,裝夾時(shí)工件間要保持一定的距離,間隙均勻、排列有序,不能允許其他零件搭班滲碳而不能合理裝排,從而破壞原有的均勻習(xí)性。

(4)滲碳過(guò)程嚴(yán)格執(zhí)行改進(jìn)后的工藝,嚴(yán)格控制滲碳過(guò)程中的每一個(gè)參數(shù),確保滲碳過(guò)程完全按照工藝執(zhí)行。

采取以上措施后,蝸桿的變形量控制在0.25mm以下,避免了校直這道工序,不但降低了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度,而且降低了因校值而帶來(lái)的蝸桿批量報(bào)廢的風(fēng)險(xiǎn),該工藝還應(yīng)用于其他的滲碳淬火零件,取得了很好的效果,為生產(chǎn)解決了一個(gè)很大的難題。

參考文獻(xiàn)

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