例1,TY320、TY220及D65等变速箱的齿圈,如其中JT001齿圈,外齿直径为318.1mm;内齿直径为251.7mm;高度为51.5mm;材料为42CrMo,热处理调质262~302HBW;氮化处理后△M要求≤0.10mm。
1)原热处理工艺及畸变问题
①原工艺。毛坯正火(880℃×3h)+粗车后调质(盐浴820℃×0.5h,油淬+回火)+校正+精车后时效处理(300℃×5h)→插齿+离子氮化后随炉冷却,变形合格率为70%左右。
②问题与分析。由于齿轮直径大、厚度薄、齿数多,经氮化处理(520℃)后变形大,M值及变动量超差。经分析,变形超差原因是校正后的应力没有完全释放造成的。
2)改进热处理工艺及效果。由原来先调质后校正再氮化改为先校正后调质再氮化,合格率达到98%以上,齿圈△M值变动量由调整前的最大0.46mm减小到调质后的0.10mm;时效温度由原来300℃提高至560℃,此温度既保证了加工应力的充分释放,又高于氮化温度30~50℃,因而使氮化齿圈的变形最小,△M的最大值由调整前的0.22mm减小到调整后的0.08mm。
例2,小型拖拉机倒挡滑动齿轮通过减少渗碳层深度、淬火冷却速度、采用保证淬透性结构钢制造齿轮以及冷热加工密切相配合,可明显减少变形。
例3,XF-125初级传动齿轮花键孔变形控制方法,最佳渗碳淬火工艺:910℃渗碳,820℃等温,355油淬。齿坯保证带状组织1级;魏氏体组织0级;晶粒度5~8级;冷加工应力无额外增加情况下,花键孔绝对变形量355油淬时为0.04mm左右,G油淬时为0.05 mm左右。