减少大型行星齿轮渗碳淬火变形的工艺措施

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大行星齿轮材料为20Cr2Ni4A钢,要求齿面渗碳淬火.层深1.9-2.3mm,齿面硬度58-63HRC,心部及其它表面硬度35-45HRC,端面平面度≤0.6mm.
因为要求齿面渗碳淬火,所以工艺过程为锻件正火粗车后整体镀0.08～0.10mm的防渗铜层,然后插齿,渗碳淬火.考虑到防渗铜层会吸氢产生氢脆,为避免渗碳淬火后发生氢致延迟裂纹报废,渗碳淬火采用渗碳后空冷排氢到室温,重新加热淬火、冷冻及回火处湿.大行星齿轮直径Φ601.32mm,幅板厚只有17.5mm,两面不对称,属于热处理易变形的盘状零件,加之材料为20Cr2Ni4A钢,淬火组织转变应力大.淬火后变形大,变形大的主要原因是渗碳后空冷,重新加热淬火引起畸变叠加.为此改进装挂方法.使齿轮两面冷却速度接近一致,渗碳后直接淬火比重新淬火变形小.将重新加热淬火改为渗碳后充氦排氢、直接淬火工艺取得了很好的效果.端面平面度≤0.4mm.最小达到0.1mm,留磨量减少到0.5mm,齿面硬度提高到60-62HRC,磨齿后硬度≥58HRC,齿轮使用寿命达到10000h以上.解决了生产难题.如果淬火时打开油循环泵冷却.效果会更好.

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首先感谢楼主的经验分享.

其次我不知道楼主齿轮的具体尺寸和结构是怎样的?就上面楼主说的情况,我个人认为有些地方还可以改进:1.非渗碳面完全可以采取刷防渗碳涂料的方法来解决,你的心部硬度要求HRC35-45应该可以满足要求的.这样你成本会节约很多.2你们渗碳后直接降温淬火,可能是由于你们没有残余奥氏体级别这一检验项目,其实对于20Cr2Ni4A这种高合金含量材料,最好是采用渗碳空冷,然后再高温回+淬火工艺,否则我基本上不太相信你的残奥级别会合格.3.直径600的齿轮不算大,在我们看来已经算是比较小的了,端面平面度控制在0.6以内确实得看零件的形状结构了.能够做到已经不错了.4.对20Cr2Ni4A材料来说,还有一点必须注意的是,必须及时回火,回火时间一般应比其他材料相当模数大小的零件要长一些.

这些只是我个人的经验和看法,有不足之处请楼主指正.

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看来楼主和我都是从事齿轮.齿轮箱生产的,请问楼主方便透露你的单位吗?

wang1981

我比较同意2楼的说法，我们单位的零件都是渗碳后空冷，再进行高火及淬火.回火，残余奥氏体含量能控制在20%以内，否则影响零件的寿命的。