保證花鍵合格的一種辦法

浙江雙環(huán)傳動股份有限公司工藝部（臺州 317600） 嚴(yán) 亮

浙江雙環(huán)傳動股份有限公司六分廠（臺州 317600） 郝豐林 趙俊飛

汽車齒輪的花鍵孔，經(jīng)過熱處理后總會產(chǎn)生某種程度的變形，這是不可以避免的，重要的是如何將其變形修復(fù)或控制在允許的范圍內(nèi)。各個(gè)公司都有自己的方法，下文主要介紹我公司采用感應(yīng)正火達(dá)到花鍵變形合格的方法。

1.保證花鍵變形后合格的措施

對于齒輪花鍵熱處理后變形，一般都采取以下的措施：

（1）選擇淬透性低、淬透性帶窄的材料。

（2）對于材料下料，一般選擇鋸床下料。

（3）鍛造的流線要均勻、對稱。

（4）鍛造后的毛坯，采用等溫正火。正火后的組織、硬度要在合格范圍內(nèi)。

（5）毛坯采用調(diào)質(zhì)，保證變形均勻。

（6）采用冷熱加工配合，找到合適的拉刀尺寸。保證拉刀的進(jìn)刀方向，一般從薄弱的位置入刀。

（7）優(yōu)化滲碳工藝參數(shù)，包括滲碳溫度、滲碳時(shí)間、碳勢、淬火溫度、淬火油、淬火油溫、攪拌、清洗時(shí)的溫度。

（8）滲碳時(shí)，加補(bǔ)償塊，孔中塞蓄熱棒，支撐工裝，花鍵的兩端密封，阻止?jié)B碳。

（9）鍵淬火時(shí)加模芯淬火，以限制變形。

花鍵變形后一般采用：對于滲碳后的花鍵一般采用鍍金剛粉的推刀修正，對于M值修正，推刀的壽命較長，對于大徑壽命較低；采用酸蝕的化學(xué)方法修正；留有余量通過硬拉，保證花鍵合格；也有采用感應(yīng)加熱，然后放入模芯，限制冷卻收縮，達(dá)到修正花鍵的目的；對于花鍵沒有滲碳，可以采用拉刀復(fù)拉，或者推刀修正。

對于這些方法，有的不好操作，易產(chǎn)生廢品；有的投資太大，生產(chǎn)周期太長。

2.感應(yīng)正火改善花鍵變形

我公司在開發(fā)一款新變速器產(chǎn)品時(shí)，有一個(gè)齒輪產(chǎn)品如圖1所示，要求熱處理后大徑公差在0.03mm以內(nèi)。試制時(shí)檢測錐度就有0.035～0.065mm，我們只有通過熱后推花鍵，要用2～3把推刀，費(fèi)用很高。

該產(chǎn)品花鍵小端收縮，試探采用感應(yīng)正火的方法來改善，達(dá)到花鍵變形合格。于是對于粗車的毛坯采用感應(yīng)正火和感應(yīng)調(diào)質(zhì)處理，各做了6件。感應(yīng)正火的硬度在160～255HBW；感應(yīng)調(diào)質(zhì)的工件硬度在20～25HRC。對工件的內(nèi)孔檢查，發(fā)現(xiàn)收縮0.005～0.02mm，變化不大。毛坯精車后拉花鍵制齒。熱處理時(shí)考慮產(chǎn)品較重，采用表1的裝夾方式。合格的4件符合圖樣要求，感應(yīng)正火見圖2、圖3，裝夾見圖4。

圖1

表1 裝夾方式及檢測結(jié)果

圖2

圖3

圖4

根據(jù)熱處理后的結(jié)果，我們認(rèn)為此措施可能是解決這類齒輪花鍵變形的一種方法。于是我們重新正火了90件毛坯，采用同樣的熱處理方法，熱處理后的產(chǎn)品完全合格。為了找出原因，對其正火的組織、硬度進(jìn)行檢查，并與毛坯件進(jìn)行比較，見圖5～圖8，硬度見表2。

圖5 毛坯內(nèi)孔 500×

圖6 毛坯外圓 500×

圖7 感應(yīng)正火后內(nèi)孔 500×

圖8 感應(yīng)正火后外圓 500×

表2 硬度梯度檢測

正火位置滲碳后的組織見圖9～圖11。外圓及花鍵齒根硬化層見表3。對于花鍵和花鍵齒根就是內(nèi)孔部分。

圖9 滲碳外圓 500×

圖10 滲碳花鍵節(jié)圓 500×

圖11 滲碳花鍵齒根 500×

表3 滲碳后硬化層檢測

3.結(jié)果分析

根據(jù)檢測結(jié)果可見，與正常滲碳的硬化層及金相沒有太大的區(qū)別，該產(chǎn)品要求硬化層0.4～0.7mm，產(chǎn)品正常硬化層在0.52～0.63mm。

根據(jù)結(jié)果分析：感應(yīng)正火就是細(xì)化組織，消除加工應(yīng)力。通過金相組織和硬度的檢測可以看出，外圓的硬度高，組織細(xì)化，這樣外圓的強(qiáng)度就高；正火時(shí)內(nèi)孔的溫度低，硬度也低，組織看起來也沒有太大的變化。這樣加工感應(yīng)正火產(chǎn)品的花鍵時(shí)，由于外圓硬度高，強(qiáng)度高，花鍵尺寸回復(fù)小，熱處理后花鍵的變形也小。還有一個(gè)原因可能是，毛坯進(jìn)行感應(yīng)正火后，由于感應(yīng)加熱速度快，奧氏體晶粒細(xì)化，這樣再滲碳有降低滲層的作用，從一定程度上說，也減少了花鍵的變形。

感應(yīng)正火特別適合這種有凸臺的產(chǎn)品，對于其余的花鍵類產(chǎn)品，效果不是很明顯。通過毛坯感應(yīng)正火達(dá)到變形合格，減少了工人的勞動強(qiáng)度，為企業(yè)創(chuàng)造了效益。