[发明专利]滚刀的加工工艺

说明书

本发明公开了滚刀的加工工艺，属于金属加工技术领域。滚刀经配料、清洗、渗碳‑渗氮处理、油淬处理、成型等步骤，通过预浸泡、喷淋、高温浸泡的三个清洗流程，包括改变清洗的方式、改变清洗的温度，可以完全的除去杂质而不会损伤产品本身，而变形处理可以增加渗碳、氮层深度和加大有效层深度，而且变形不仅影响渗碳、氮层增长速度，而且影响渗层性能，变形试样的渗碳、氮层显微硬度较未变形的高得多，并进行真空超声处理，使得未反应的元素在超声作用下，进一步与金属氮化物/金属碳化物进行融合，以强化合金性能。

技术领域

本发明属于金属加工技术领域，具体涉及滚刀的加工工艺。

背景技术

滚刀一般是指刀齿沿圆柱或圆锥作螺旋线排列的齿轮加工刀具﹐用于按展成法加工圆柱齿轮﹑蜗轮和其他圆柱形带齿的工件。根据用途的不同﹐滚刀分为齿轮滚刀﹑蜗轮滚刀﹑非渐开线展成滚刀和定装滚刀等。

滚刀在机械加工等领域有着不可或缺的地位，如何延长滚刀的使用寿命及工作精度是目前急需解决的困难。而滚刀的材质一般由合金钢制备而成，合金钢是指以铁为基础，加入一定量的碳、硅、锰等添加元素并控制杂质元素含量而组成的合金体系。合金钢具有高强度、高硬度和较高的性价比，特别适合用作刀具材料。

决定钢的性能的因素有很多，影响较大的一般是组成钢的元素和制备钢的工艺。如何将两者有机的结合，是一个不小的困难。传统的合金都是直接将所需原料(包括特殊作用的添加元素)直接混合冶炼形成合金锭或合金板，再进行机械加工，或是直接将合金液注入模具成型，也有利用粉末冶金工艺制备而成，传统的加工工艺虽然工艺成熟，然而制备的零件都存在强度、硬度、耐候性、塑性上的缺陷，尤其是粉末冶金工艺，很难控制缝隙的大小。在元素的浸渗工艺上，往往也是简单的单一元素浸渗，工艺也很粗糙，获得的实际效果较为一般。

中国发明专利(CN104002111A)公开了一种中心主轴锥孔的渗氮工艺，该渗氮工艺虽能提高主轴锥孔的抗疲劳强度及耐蚀性，但其必须配以前期的喷丸处理才能达到良好的效果，且只适合于材质为32Cr2MoV的合金钢，对于其他型号的合金钢性能起不到改善作用。这就要求我们开发普适性较大，应用领域宽广的渗碳、渗氮工艺。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供滚刀的加工工艺，并配合合金成分的调整，以提升合金的综合性能。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

滚刀的加工工艺，包括如下步骤：

将合金料装炉并清洗，再依次进行均热变形处理、半连续渗碳-渗氮处理、油淬处理，油淬处理后再一次清洗；接着机械加工成滚刀半成品，再将滚刀半成品置入真空炉内，辅助超声处理得滚刀成品。

本发明对滚刀的加工工艺上，主要集中在渗碳-渗氮处理上，即碳氮共渗。但是碳氮共渗前后期的辅助工艺也极为重要。合金料在运输、人工搬运的过程中，不可避免的带上了油、脂、盐等表面杂质附着物，而一般的清洗(如碱洗)只能除去部分杂质，无法完整的清除，但是，即便是极少量的杂质(如氯化钠盐、甘油等)，也会对后续的渗碳-渗氮工艺造成极大的影响：如元素碳/氮的金属附着力下降，或是在于金属反应的过程中，夹杂入上述的杂质元素(如氯)，会形成脆性氯化金属，反而造成合金性能下降。而传统清洗的工艺为了尽可能的除去杂质，会延长清洗的时间，这样会造成对产品本身的侵蚀。所以本发明通过预浸泡、喷淋、高温浸泡的三个清洗流程，包括改变清洗的方式(泡、淋等)、改变清洗的温度，可以完全的除去杂质而不会损伤产品本身。

而在碳氮共渗的过程中，本发明预先对合金料进行了均热变形处理，均热是为了使产品的各个部位的温度达到一致，避免因温度差异而造成局部性能下降。而变形可以增加渗碳、氮层深度和加大有效层深度，而且变形不仅影响渗碳、氮层增长速度，而且影响渗层性能，变形试样的渗碳、氮层显微硬度较未变形的高得多。而在渗入过程中，变形合金料的位错运动速度会随着变形量的改变而改变，进而影响渗碳、氮的速率。