渗碳淬火大齿轮变形问题

袜子自己洗 · 发表于 2012-3-29 10:25:47

我公司有一批渗碳淬火齿轮，材料为18CrNiMo7-6，齿轮外径918.94，内径580，为中空结构，模数9，齿数98，压力角22.5，螺旋角6，在渗碳淬火完成后出现了非常严重的变形，主要表现为椭圆，锥度和端面翘曲，端面跳动基本上都在1mm以上，这给我们后续的机加工找正带来了很大的麻烦。我知道这些变形的形成原因基本上都是由于加热或冷却较快，淬火时油速不均匀，冷加工应力造成的，因此现在降低了加热和冷却速度，降低了搅拌速度，但端面翘曲的问题依然没法解决，我想这应该是因为齿轮的螺旋角造成的，在滚齿时齿轮受到较大的侧挤应力，但不知道如何解决，我想过在渗碳前在650°去应力回火，但现在有一点问题不清楚，就是应力应该是以变形的形式释放，所以去应力后齿轮应该还会变形，那么是不是冷加工造成的应力变形是否就无法避免？

tom · 发表于 2012-3-29 10:42:38

材质，预备热处理，工艺路线，工艺参数？

xiejinda · 发表于 2012-3-29 10:51:34

我的一个客户，做徐工铲车的盆齿的，9到11模，用的压淬，油是德润宝等温分级油，油温120，无循环，变形完全符合要求，不知道你那边是否适合用压淬，可以做参考！

开心的工作 · 发表于 2012-3-29 11:05:43

这么大齿轮，毛胚要正火，最好用多用炉做料盘上做个齿轮托盘，要磨平了，把产品装置齿轮托盘，上就不会椭圆吧，

袜子自己洗 · 发表于 2012-3-30 08:35:09

具体工艺是：900℃入炉920℃渗碳1800min，炉冷到860℃出炉空冷，高回后830℃油淬，齿坯热前也正火了，这样的工艺做完后出现了椭圆、锥度和端面翘曲。之后我将工艺改为700℃入炉，在奥氏体转变区附近750℃保温，出炉空冷的温度我也降到了800℃，淬火油温也提高了，在淬火时也将托盘的底端置空，椭圆和锥度有了很明显的改善，但现在关键是端面翘曲的问题依然没法解决。

袜子自己洗 · 发表于 2012-3-30 08:38:37

xiejinda 发表于 2012-3-29 10:51
我的一个客户，做徐工铲车的盆齿的，9到11模，用的压淬，油是德润宝等温分级油，油温120，无循环，变形完全 ...

我们这有一台德国HEESE的压床，但模具制作成本过高，并且生产效率太低，在不得以的情况下，我们一般都不会去考虑用压淬。

tom · 发表于 2012-3-30 09:04:51

端面变形大，可以尝试热后车端面

gaoxiwen · 发表于 2012-3-30 12:33:22

冷加工造成的应力还不能消除？
工序调整一下不就好了阿

袜子自己洗 · 发表于 2012-3-31 09:13:31

gaoxiwen 发表于 2012-3-30 12:33
冷加工造成的应力还不能消除？
工序调整一下不就好了阿

我的意思是冷加工应力造成的变形，怎么调整工序，难道要热后再滚齿？

gaoxiwen · 发表于 2012-3-31 11:26:00

袜子自己洗发表于 2012-3-31 09:13
我的意思是冷加工应力造成的变形，怎么调整工序，难道要热后再滚齿？

我说的就是这个意思啊，既然你们已经怀疑了，
对于一些零件可以在精加工前来一次高温，去处应力，后面的加工应力不会大（装夹不考虑）

zfluofan · 发表于 2012-4-10 19:24:27

齿轮热处理后的技术要求是？我公司渗碳直接淬火液不会出现这样的问题啊！

hhn7774 · 发表于 2012-4-14 09:05:32

袜子自己洗发表于 2012-3-30 08:35
具体工艺是：900℃入炉920℃渗碳1800min，炉冷到860℃出炉空冷，高回后830℃油淬，齿坯热前也正火了，这样的 ...

是否有压淬？建议用压淬，会改变变形量

wanghgseu · 发表于 2012-4-14 11:56:25

个人觉得你可以试试去应力退火。首先你说的应力是以变形的形式释放，这点应该不是全对。
如果应力在低温相对平衡，加热后有可能会失稳导致变形，这可能是很多情况下热处理变形的原因。
如果应力相对平衡这个假设成立，你可以进行去应力退火，或者在渗碳前进行阶梯保温，效果是一样的。有一个很重要的问题要注意：无论是进行去应力退火还是阶梯保温，升温速度都要很慢。
仅供参考!

chief · 发表于 2012-4-14 19:15:11

能否提供几张正火组织金相图片

cnszgong · 发表于 2012-4-14 19:33:30

本帖最后由 cnszgong 于 2012-4-14 19:34 编辑

请问楼主：您的这种齿轮是哪种结构的。据我所知齿轮一般有：实心式、辐板式、轮辐式、双辐板式（通常是焊接齿轮类的）等。
你这个齿轮有没有键槽？键槽是渗碳前加工好的还是渗碳后加工的？

袜子自己洗 · 发表于 2012-4-17 09:00:25

wanghgseu 发表于 2012-4-14 11:56
个人觉得你可以试试去应力退火。首先你说的应力是以变形的形式释放，这点应该不是全对。
如果应力在低温相 ...

后面我准备渗碳前高回一次，测一下螺旋角试一下了。

袜子自己洗 · 发表于 2012-4-17 09:02:33

cnszgong 发表于 2012-4-14 19:33
请问楼主：您的这种齿轮是哪种结构的。据我所知齿轮一般有：实心式、辐板式、轮辐式、双辐板式（通常是焊接 ...

是腹板式，不过腹板宽度很小，基本上可以认为中间是空的，没有腹板支撑，所以变形趋势很大。

皮猴 · 发表于 2012-4-17 09:16:38

设计支撑的工装吧，压淬床不是一会半会能上的。

cnszgong · 发表于 2012-4-17 19:05:47

袜子自己洗发表于 2012-4-17 09:02
是腹板式，不过腹板宽度很小，基本上可以认为中间是空的，没有腹板支撑，所以变形趋势很大。

给你个建议：降低入炉温度并且在750℃～800℃之间均温一段时间、渗碳工艺不变、炉冷到840℃出炉直接淬火，不用高回、端面翘曲的问题可能是你两端面工装没垫平和两端面冷却速度不一致造成的。

周建国 · 发表于 2012-4-17 20:06:30

楼主本身的产品就是属于大件类且内孔较大，加上又是渗碳后高回后再加热淬火处理，那么种种的应力累积加剧最后的变形，更何况还包含材料，加热方式，冷却方式以及冷却均匀性的影响等等。。。

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