17CrNiMo6钢大型重载内齿圈渗碳淬火畸变控制

       由于现代工业的发展对齿轮传动类机械零件的要求越来越高，要求其具有耐磨、抗表面接触疲劳和抗弯曲疲劳等综合力学性能。热处理是齿轮生产制造中的一道关键工序，主要是对齿轮进行渗碳淬火处理，其存在的主要问题是齿轮的畸变。影响齿轮畸变的因素很多，而且其中很多因素彼此交互影响，难以控制，生产中经常会因畸变超差而产生废品，渗碳淬火畸变已经成为国内外齿轮制造中的技术难点之一。

       大型重载内齿圈在大型工程机械装备齿轮箱中具有广泛的应用，由于其体积较大，且属于薄壁结构，此类零件的畸变更不容易控制。在渗碳淬火过程中，如果加热或者冷却不合理会造成工件不均匀涨缩，致使齿圈产生畸变。内齿圈的畸变主要包括椭圆度和锥度两个方面，本文结合实际生产情况，从渗碳淬火工艺和工装两个基本点方面进行改进，将内齿圈的畸变程度控制在较低的范围内。

从工艺和工装方面，对合理控制内齿圈畸变进行了研究。得出的结论是：

       1)内齿圈渗碳前增加一道去应力退火工序，其退火温度远低于渗碳、淬火的温度，而且加热速度较慢，有利于加工应力的释放。

       2)渗碳前的升温期采取阶梯升温并严格控制升温速度60℃/h，可以减小内齿圈各部位由于受热不均匀引起的温差，保证稳定的奥氏体的转变速度，而且采用相对较低的渗碳淬火温度和提高淬火介质温度，可以相应减少热应力和组织应力，在一定程度上减小内齿圈畸变程度。

       3)内撑式工装的定位套可以在淬火过程中与内齿圈形成良好的贴合，限制内齿圈椭圆度和锥度畸变，而且采用多点支撑可以改善热传递效率使内齿圈各部位受热均匀，减小热处理过程中由于工件自身质量过大而受力不均匀引起的畸变。

       4)工艺和工装改进后小范围量产，可以将椭圆度控制在0.40～0.70 mm，锥度控制在0.28～0.52 mm，其平均值相对于内齿圈内径的畸变率分别为佳0.036%和0.027%，具备了大规模量产推广应用的条件。