作者:刘晓荣,赵微,李威,黄苏宁
单位:北方重工集团有限公司
来源:《金属加工(热加工)》杂志
大型薄壁齿圈、弧齿轮件,经长时间渗碳、淬火易产生椭圆、翘曲、涨大等变形。一旦产生变形超差,很难进行校正、修复,导致后期磨削或精铣齿加工超差甚至报废。对于批量生产,大多采用专用工装来控制变形,但对于零星订货单件小批量生产,不适合采用制造周期长、成本高的专用工装。为此,我们采取增加预留加工量及严格控制渗碳淬火平装装炉方式等工艺措施,对大型薄壁齿圈、弧齿轮件进行渗碳淬火变形量的控制。
1.薄壁齿圈及弧齿轮的结构及技术要求
薄壁齿圈材料为20CrNi2Mo,轮廓尺寸为φ2393.19mm×φ1866.87mm×343mm,齿圈壁厚仅为129.795mm,见图1。技术要求:齿部渗碳淬火,最小渗碳层深度6mm,齿面硬度58~60HRC,芯部硬度33~38HRC。
图1 齿圈示意
弧齿轮材料为17Cr2Ni2Mo,轮廓尺寸为φ1391.235mm×φ1115mm×155.263mm,薄处壁厚仅为85mm,大端齿距下端面高度仅为127.59mm,见图2。技术要求:齿部渗碳淬火,齿面硬度54~58HRC,芯部硬度30~35HRC,有效硬化层深3~7.5mm。
图2 弧齿轮示意
(1)采用渗碳前增加非渗碳的内孔或端面的预留加工余量,即将齿圈内孔按φ1846.87mm加工留量,见图3;弧齿轮内孔按φ1085mm加工留量,下端面预留50mm加工留量,见图4。
(2)采取平整的圆盘类工装支垫齿圈、弧齿轮下端面的平装装炉方式,渗碳前垫平、垫实下端面,并将留量的非渗碳面涂刷防渗涂料,连同工装入炉渗碳,见图5、图6。对于大齿圈对称的两端面,淬火前翻转重新支垫;对于大型薄壁弧齿轮,淬火前更换加工平整的工装重新托垫下端面,单件淬火,见图7, 并严格监控渗碳淬火工艺过程。
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