專利名稱：大型薄壁齒圈淬火變形控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及用于大型薄壁齒圈淬火變形控制方法。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，工件的熱處理變形控制逐漸成為衡量熱處理質(zhì)量的主 要指標(biāo)，特別是大型薄壁齒圈的變形控制。滲碳淬火是齒輪行業(yè)應(yīng)用最為廣泛，表面硬度、 耐磨性、接觸、彎曲疲勞強度等綜合性能最好的熱處理方法。但是，工件在加熱、冷卻和長時 間高溫滲碳時，由于前期機械加工應(yīng)力、加熱的熱應(yīng)力、組織轉(zhuǎn)變應(yīng)力的作用，會發(fā)生不規(guī) 則變形，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的質(zhì)量。由于傳統(tǒng)的淬火方法是直接對大型薄壁齒圈進行滲碳淬 火處理，這種方法無法克服滲碳和淬火過程中發(fā)生的變形。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可以防止大型薄壁齒圈(以下簡稱齒圈) 在滲碳和淬火過程中發(fā)生變形的方法。
為達上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種齒圈淬火變形控制方法，其步驟如下
(1)制作模具，所述模具包括內(nèi)模5、墊塊4、支撐塊1和聯(lián)接螺栓3，所述內(nèi)模5為 圓環(huán)形，在內(nèi)模5的外圈分布有支撐座6，在所述支承座6上連接墊塊4，所述墊塊4通過聯(lián) 接螺栓3與支撐塊1連接在一起，并在所述墊塊4與支撐塊1之間的螺栓桿上安裝有三個 螺母2 ;在內(nèi)模5的圓環(huán)形上端面上設(shè)有吊環(huán)8。 (2)調(diào)整模具，根據(jù)待淬火的齒圈的內(nèi)徑確定模具的外徑，使模具的外徑等于齒圈 的內(nèi)徑； (3)淬火變形控制 A.將齒圈放入加熱爐中加熱，內(nèi)徑脹大，將模具吊裝放入齒圈的內(nèi)孔。 B.將加熱后的齒圈和模具吊出爐外，并放入介質(zhì)中淬火，同時齒圈內(nèi)孔收縮，模具
的支撐塊支撐齒圈內(nèi)壁。 C.將淬火冷卻后的齒圈同模具保持淬火上模后的狀態(tài)，吊入加熱爐低溫回火。
D.將齒圈及模具吊出加熱爐，在空氣中冷卻，卸下模具。、 在所述內(nèi)模圓環(huán)形外表面周向均布12-16個支撐座。支撐座過多，裝、卸模具不方 便，也沒有必要。支撐座過少，變形控制效果不好。采用12-16個支撐座既容易制造，又能 達到很好的變形控制效果。 所述支撐座與墊塊之間通過螺栓連接。該連接方式，連接緊密，容易拆裝。 所述墊塊與支撐塊之間由上下兩個螺栓連接在一起。這樣可以使得支撐塊更加準(zhǔn)
確的定位，具有更大的支撐力。 在所述支撐塊的下端設(shè)有導(dǎo)向板。導(dǎo)向板的設(shè)置，可以使得模具更加容易地進入 齒圈內(nèi)，以方便安裝。 所述步驟(3)A將齒圈放入加熱爐中加熱到Ac3或Acl以上30-5(TC。
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所述步驟(3) B的淬火介質(zhì)是硝鹽液或油。 所述步驟(3)C中低溫回火的溫度范圍是300-18(TC。目的在于有效消除淬火應(yīng) 力。 所述步驟(3)D在空氣中冷卻到100-2(TC時，即可卸下模具。 有益效果本發(fā)明通過在淬火過程中特制模具的使用，有效地防止了齒圈淬火后 發(fā)生變形的現(xiàn)象發(fā)生。


圖1為本發(fā)明的模具俯視圖。 圖2為圖1的A-A向視圖。 圖3為本發(fā)明模具內(nèi)模的俯視圖。 圖4為模具與齒圈組合后的俯視圖。 圖5為圖4的B-B向視圖。 圖6為吊具與齒圈淬火示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明
第一步，制作模具。 如圖1 、圖2 、圖3所示，齒圈淬火變形控制專用模具，由內(nèi)模5 、墊塊4、支撐塊1和 聯(lián)接螺栓3等元件組成，內(nèi)模5為圓環(huán)狀，在圓環(huán)狀內(nèi)模5的外表面設(shè)有12個支撐座6，在 每個支承座6上分別通過螺栓7連接有墊塊4，每個墊塊4通過上下兩個聯(lián)接螺栓3均與 支撐塊1連接在一起，并在每個墊塊4與支撐塊1之間的螺栓桿上均安裝有三個螺母2，同 時，在內(nèi)模5的圓環(huán)狀上表面上周向均布3個吊環(huán)8 ;在支撐塊1的下端外邊緣焊接導(dǎo)向板 9。 第二步，調(diào)整模具，根據(jù)待淬火的齒圈的內(nèi)徑確定模具的外徑，使模具的外徑等于 齒圈的內(nèi)徑。 如圖2所示，測量齒圈內(nèi)徑尺寸從而確定模具外徑尺寸，分別對12個支撐裝置進
行操作如下首先，旋轉(zhuǎn)墊塊4與支撐塊1之間的聯(lián)接螺栓3上的三個螺母2中最靠近墊塊
4的螺母，使該螺母靠緊墊塊4，從而使聯(lián)接螺栓3定位；然后，通過調(diào)整聯(lián)接螺栓3上的另
外兩個螺母使支撐塊的位置達到指定尺寸。 第三步，齒圈淬火的變形控制。 如圖4、5、6所示，實現(xiàn)變形控制的步驟如下 A.將齒圈平放在九點支撐的吊具11的料具lib上，吊起吊具11的吊桿lla將齒 圈10放入加熱爐中加熱到Ac3或Acl以上30 5(TC，齒圈根據(jù)其材料的性質(zhì)產(chǎn)生熱膨脹， 使內(nèi)外徑漲大。接著打開加熱爐蓋，將組合好的模具通過模具上的吊環(huán)8吊進裝入齒圈10 的內(nèi)孔。由于齒圈10內(nèi)徑漲大，同時因模具導(dǎo)向板的作用，使模具很容易的裝入齒圈10內(nèi) 孔。 B.將放置于料具llb上的加熱后的齒圈IO與模具吊出爐外，并迅速放入冷卻介質(zhì) 水或油中進行淬火。在淬火冷卻過程中，隨著齒圈10溫度的下降，內(nèi)、外圓產(chǎn)生收縮，而模
4具處于冷態(tài)，強度高，尺寸不發(fā)生變化。齒圈io在加熱和冷卻過程中將產(chǎn)生不規(guī)則變形，并 隨其收縮，內(nèi)圓將先后不同時間的緊貼模具的12個支撐塊1，由于模具不產(chǎn)生尺寸變化，以 抑制了齒圈10的不規(guī)則變形。 C.將淬火冷卻后的齒圈10同料具11b、模具保持淬火上模后的狀態(tài)，通過吊桿lla 吊入加熱爐300 18(rC低溫回火，目的在于消除淬火應(yīng)力，即消除齒圈IO因不規(guī)則變形而 受模具的支撐力不同，產(chǎn)生的不同大小的內(nèi)應(yīng)力，從而起到穩(wěn)定齒圈io尺寸的作用。
D.去應(yīng)力回火后，將料具llb上的齒圈IO及模具吊出加熱爐，在空氣中冷卻到 100-2(TC，旋松緊貼支撐塊1的螺母2，使模具處于松弛狀態(tài)，以便輕松的將模具從齒圈10 中吊出，完成淬火變形控制過程。
權(quán)利要求
大型薄壁齒圈淬火變形控制方法，其特征在于(1)制作模具，所述模具包括內(nèi)模(5)、墊塊(4)、支撐塊(1)和聯(lián)接螺栓(3)，所述內(nèi)模(5)為圓環(huán)形，在內(nèi)模(5)的外圈分布有支撐座(6)，在所述支承座(6)上連接墊塊(4)，所述墊塊(4)通過聯(lián)接螺栓(3)與支撐塊(1)連接在一起，并在所述墊塊(4)與支撐塊(1)之間的螺栓桿上安裝有三個螺母(2)；在內(nèi)模(5)的圓環(huán)形上端面上設(shè)有吊環(huán)(8)。(2)調(diào)整模具，根據(jù)待淬火的大型薄壁齒圈(10)的內(nèi)徑確定模具的外徑，使模具的外徑等于大型薄壁齒圈(10)的內(nèi)徑；(3)淬火變形控制A.先將大型薄壁齒圈(10)通過吊具(11)吊入加熱爐中加熱，內(nèi)徑脹大，再將調(diào)整好的模具通過吊耳(8)吊裝放入加熱爐中的大型薄壁齒圈(10)的內(nèi)孔中；B.將加熱后的大型薄壁齒圈(10)和模具一并吊出加熱爐外，并放入介質(zhì)中淬火，同時大型薄壁齒圈(10)內(nèi)孔收縮，模具的支撐塊(1)支撐大型薄壁齒圈(10)內(nèi)壁，使該模具與大型薄壁齒圈(10)緊配合；C.將淬火冷卻后的薄壁大型齒圈(10)同模具保持淬火上模后的狀態(tài)，一并通過吊具(11)吊入加熱爐低溫回火；D.將薄壁大型齒圈(10)及模具通過吊具(11)吊出加熱爐，在空氣中冷卻，最后卸下模具。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型薄壁齒圈淬火變形控制方法，其特征在于在所述內(nèi)模(5) 外圓周面上均布12-16個支撐座(6)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的大型薄壁齒圈淬火變形控制方法，其特征在于所述支撐座(6) 與墊塊(4)之間通過螺栓(7)連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的大型薄壁齒圈淬火變形控制方法，其特征在于所述墊塊(4) 與支撐塊(1)之間由上下兩個聯(lián)接螺栓(3)連接在一起。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型薄壁齒圈淬火變形控制方法，其特征在于在所述支撐 塊(1)的下端外邊緣設(shè)有導(dǎo)向板(9)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的大型薄壁齒圈淬火變形控制方法，其特征在于所述步驟(3) A將大型薄壁齒圈放入加熱爐中加熱到Ac3或Acl以上30-50°C ，其中Ac3是指加熱時先共 析鐵素體全部融入奧氏體的終了溫度，Acl是指加熱時珠光體向奧氏體轉(zhuǎn)變開始的溫度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的大型薄壁齒圈淬火變形控制方法，其特征在于所述步驟(3) B的淬火介質(zhì)是硝鹽液或油。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的大型薄壁齒圈淬火變形控制方法，其特征在于所述步驟(3) C中低溫回火的溫度范圍是300-18(TC。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的大型薄壁齒圈淬火變形控制方法，其特征在于所述步驟(3) D在空氣中冷卻到100-2(TC時，即可卸下模具。
全文摘要
本發(fā)明公開了大型薄壁齒圈淬火變形控制方法，通過制作模具、調(diào)整模具后，采用四個步驟實現(xiàn)大型薄壁齒圈淬火變形的控制，A.將大型薄壁齒圈放入加熱爐中加熱，內(nèi)徑脹大，將模具吊裝放入大型薄壁齒圈的內(nèi)孔。B.將加熱后的大型薄壁齒圈和模具吊出爐外，并放入介質(zhì)中淬火，同時大型薄壁齒圈內(nèi)孔收縮，模具的支撐塊支撐大型薄壁齒圈內(nèi)壁。C.將淬火冷卻后的大型薄壁齒圈同模具保持淬火上模后的狀態(tài)，吊入加熱爐低溫回火。D.將大型薄壁齒圈及模具吊出加熱爐，在空氣中冷卻，卸下模具。本發(fā)明通過在淬火過程中特制模具的使用，有效地防止了大型薄壁齒圈淬火后發(fā)生變形的現(xiàn)象發(fā)生。
文檔編號C21D9/32GK101760602SQ20091025100
公開日2010年6月30日 申請日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者仲博穎, 黨軍玲, 黨黛梅, 宗康倫, 胡昭南, 趙蕓 申請人:重慶齒輪箱有限責(zé)任公司