汽車發動機齒輪[凸輪軸齒輪Φ101.7mm(外圓)×18.4mm(寬)]、曲軸齒輪[Φ98.175mm(外圓)×Φ63.91mm(內孔)×31.5mm(寬)]及燃油齒輪(Φ222.412mm),材料20CrMnTiH,滲碳淬火熱處理火異常畸變原因及對策如下:
(1)齒輪滲碳設備采用密封多用爐,滲碳介質為甲醇和丙烷,淬火介質為分級淬火油,油溫110℃。
(2)畸變影響因素
1)裝夾方式。對于凸輪軸齒輪這樣兩面對稱的薄齒輪采用掛裝方式,熱后平面度變形為0.08mm;而采用平裝方式,熱后平面度為0.18mm。
2)裝夾工裝Φ對于曲軸齒輪這樣孔大壁薄類齒輪可采用平裝方式,采用立桿夾具裝夾齒輪,夾具外徑僅比齒輪內孔小3mm,間隙小,齒輪裝夾整齊,保證了齒輪的冷卻均勻性,熱后內孔變形量為0.14mm;而采用通用夾具時,熱后內孔變形為0.26mm。
3)不同的返修淬火方式對燃燒齒輪平面度的影響。齒輪在滲碳淬火時因爐子故障等原因,造成齒輪不合格而返修淬火。在采用原滲碳工藝順序不變進行返修,使熱后平面度平均為0.26mm;而將其翻面后再裝夾加熱返修后,齒輪平面度平均為0.19mm。這是因為這樣可使兩次淬火變形能夠抵消一部分,并在保證齒輪心部硬度前提下,盡量采用較低的返修淬火溫度。
(3)異常畸變主要原因及改進措施
1)畸變原因。齒輪滲碳淬火異常畸變主要是由于裝夾方式不當、夾具設計不合理、滲碳溫度過高、淬火后心部硬度過高及返修淬火方式不當。
2)減小畸變措施。采用合理的裝夾方式,主要是保證齒輪各部分均勻冷卻;齒輪滲碳溫度應嚴格控制,不宜過高;齒輪滲碳淬火后,應采取措施在保證齒輪心部硬度前提下,盡量控制心部硬度在合適的范圍內,以防止發生異常變形;齒輪因故返修淬火時,對于平面易變形齒輪,可將其翻面裝夾后再返修淬火,并盡可能采用較低的淬火加熱溫度,防止齒輪發生異常變形。