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擺線齒輪是一種新型減速機(jī)械的關(guān)鍵零件,它起著傳遞功率的作用,要承受較大的扭矩和接觸應(yīng)力,啟動(dòng)時(shí)還承受一定的沖擊負(fù)荷,因此要求齒輪具有高硬度、高耐磨性、高接觸疲勞強(qiáng)度和一定的韌性。
材料:GCr15。
技術(shù)要求:硬度58~60HRC(有的要求60~64HRC),組織為隱晶馬氏體+細(xì)小均勻碳化物,變形公差外圓≤0.5mm,大內(nèi)孔≤0.4mm,平面≤0.3mm,小內(nèi)孔≤0.4mm。
工藝過(guò)程:下料—模鍛—正火—回火—粗車鉆孔—調(diào)質(zhì)—精車、鏜孔—淬火、回火—粗磨—去應(yīng)用—精磨—上油—成品。
主要熱處理工序如下:
1)正火。920℃,60min,風(fēng)冷,消除網(wǎng)狀碳化物并改善帶狀組織。
2)回火。降低硬度,便于切削加工。
3)調(diào)質(zhì)。獲得回火索氏體組織,與球化退火組織比較,調(diào)質(zhì)的碳化物彌散度更大,微區(qū)的化學(xué)成分更為均勻,有利于以后的淬火處理。硬度更均勻,畸變量更小。
4)淬火、回火。變常規(guī)的工藝為低于Ms的分級(jí)等溫淬火工藝。
常規(guī)的淬火、回火工藝如下:
淬火:鹽浴爐,830~840℃,9min(有效厚度12mm),豎直入油(30~60℃)冷卻,出油溫度150℃,出油后立即回火。
回火:空氣爐,220℃±10℃,5h,空冷;或硝浴爐,230~240℃,1h,空冷。
清洗:冷至室溫下清洗。
常規(guī)的淬火、回火工藝存在兩大問(wèn)題:①工件畸變量大,尤其是平面往往翹曲超差,須注意工件與工件在加熱或冷卻時(shí)不得重疊;②內(nèi)應(yīng)力大,在磨削時(shí)常出現(xiàn)磨裂現(xiàn)象。
改用低于Ms分級(jí)等溫淬火工藝,能較好地解決上面存在的問(wèn)題,其工藝為:淬火加熱溫度在840℃左右。GCr15鋼隨淬火溫度的提高,硬度升高,至910℃時(shí),可獲得最高的硬度(64HRC),但隨淬火溫度的提高,淬火畸變大,奧氏體晶粒粗大,淬后殘留奧氏體量增多,沖擊韌度和疲勞強(qiáng)度均有所下降。另外,殘留奧氏體在應(yīng)力的作用下發(fā)生轉(zhuǎn)變,使零件翹曲變形。為了保持一定的沖擊韌度與疲勞強(qiáng)度,減少淬火時(shí)及使用過(guò)程中的畸變量,取較低的加熱溫度(840℃左右)較為合適。在此溫度淬火,工件硬度能達(dá)到58~62HRC。
分級(jí)等溫溫度為160℃(Ms=240℃),分級(jí)等溫時(shí)間為15min,分級(jí)等溫后油冷。
160~180℃回火:6h,空冷。這樣處理的擺線齒輪硬、畸變量全部在合格的范圍內(nèi)。