[发明专利]一种提高谐波减速器柔轮晶粒度的加工方法

说明书

本发明涉及谐波减速器的技术领域，尤其是涉及一种提高谐波减速器柔轮晶粒度的加工方法，包括如下步骤：（1）切割棒料；（2）加热；（3）镦粗；（4）模锻；（5）风冷；（6）等温正火；（7）粗加工；（8）二次正火；（9）调质处理。模锻风冷后平均晶粒尺寸可以达到26‑33μm，即晶粒度可以达到7‑7.5级，而且组织不会发生过烧，也不会产生锻造裂纹或者带状组织。经过二次正火后晶粒度可以达到10‑10.5级，经过两次盐浴加热和淬火后经过回火，晶粒尺寸达到5‑6μm，晶粒度达到12‑12.5级，微观组织为回火索氏体与少量屈氏体，硬度为34‑38HRC，力学性能的强塑积可以超过25000MPa%。

技术领域

本发明涉及谐波减速器的技术领域，尤其是涉及一种提高谐波减速器柔轮晶粒度的加工方法。

背景技术

柔轮是谐波减速器的核心部件，决定着谐波减速器的使用寿命、传动精度和传动效率。由于柔轮的材料力学性能、齿形设计和制造精度都要求非常高，我国的研制水平与日本、美国和欧盟部分国家的先进制造水平相比仍有差距，所以，我国高质量的谐波减速器仍然依赖进口。高质量的柔轮除了齿形设计、制造精度、表面处理等因素的影响外，柔轮材料的晶粒度是影响其疲劳强度和使用寿命的关键内在材质因素。

在申请公布号为CN108998643A的中国发明专利中提供了一种改善柔轮原材料带状组织的方法，采用自由锻、一次等温正火和二次等温正火的工艺对柔轮原材料中带状组织严重的材料进行改善,该发明改善了带状组织，加快了时间进度，避免了退料换货造成的时间浪费，自由锻和等温正火成本价格低廉，与扩散退火相比，大幅度地节省了加工成本。在申请公布号为CN109280851A的中国发明专利中提供了一种谐波减速器特殊钢材质柔轮及其循环热处理方法，其中，循环热处理方法由正火热处理、粗加工和调质处理三步组成，采用此发明提供的循环热处理方法对特殊钢材质(中碳高强度调质钢)柔轮进行处理后，能够使柔轮的原奥氏体晶粒细化和均匀化，最后可以使柔轮晶粒度最高达到10级。

上述专利虽然改善了带状组织，柔轮晶粒度可以达到10级，但是目前柔轮在减速传动过程中需要承受较大的交变载荷，柔轮在工作时很容易损坏。利用上述专利仍然无法解决此问题，因而有必要研发出一种可以提高柔轮疲劳强度和使用寿命的加工方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高谐波减速器柔轮晶粒度的加工方法，其优势在于，能够加工出疲劳强度高和使用寿命长的柔轮。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种提高谐波减速器柔轮晶粒度的加工方法，包括如下步骤：

(1)切割棒料；

(2)加热，加热时间为9-11s，加热温度为1120-1150℃；

(3)镦粗，镦粗温度控制在1120-1150℃；

(4)模锻，始锻温度控制在1100-1130℃，终锻温度控制在880-920℃，工件壁厚控制在7.5±0.2mm；

(5)风冷，柔轮的平均晶粒尺寸为26-33μm，晶粒度为7-7.5级；

(6)等温正火，柔轮的硬度为27-32HRC；

(7)粗加工；

(8)二次正火，柔轮的晶粒度为10-10.5级：

(9)调质处理，柔轮的平均晶粒尺寸为5-6μm，晶粒度为12-12.5级，硬度为34-38HRC，强塑积大于25000MPa％。

通过采用上述技术方案，利用本发明中工艺生产的柔轮，平均晶粒尺寸可以达到5-6μm，晶粒度可以达到12-12.5级，微观组织为回火索氏体与少量屈氏体，硬度为34-38HRC，力学性能的强塑积可以超过25000MPa％。相对于现有技术，平均晶粒尺寸小，晶粒度等级高，强塑积大。