[发明专利]一种螺旋锥齿轮的热处理变形控制方法

说明书

本发明公开了一种螺旋锥齿轮的热处理变形控制方法，通过设计淬火模具合理分配冷却油路，涨环模具位于杆部中心孔上方且对杆部中心孔顶部施加压力，实现了杆部外圆和齿部的淬火变形控制。

技术领域

本发明涉及热处理领域，尤其涉及一种螺旋锥齿轮的热处理变形控制方法。

背景技术

零件在淬火过程中由于急速冷却产生的组织应力将导致零件产生淬火变形，尤其对于零件厚度不均或辐板较大且薄的零件，淬火变形极难控制。由于淬火变形不可消除，仅能采取一定的方式进行控制，因此目前常采用压力淬火来约束零件的淬火变形，但若控制方式采取不当或冷却油路分布不合理，将导致变形不均匀，影响整个产品的尺寸结构，极大的影响最终产品质量。航空产品中涉及一种9310材料渗碳淬火螺旋锥齿轮零件，其结构为长杆且薄辐板的锥齿轮零件，杆部外圆和齿部渗碳处理，经淬火后要求杆部外圆跳动≤0.10，齿端面跳动≤0.10，齿部根锥相对根锥模拟件尺寸的读数在+0.05～+0.16之间。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种杆部外圆和齿部的淬火变形控制的螺旋锥齿轮的热处理变形控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种螺旋锥齿轮的热处理变形控制方法，包括以下步骤：

S1、对螺旋锥齿轮零件的杆部外圆和齿部进行渗碳处理后再整体镀保护层；

S2、将螺旋锥齿轮零件和渗碳剂置于反应炉内升温至 815±6℃温度下进行预热处理；

S3、将螺旋锥齿轮零件置于淬火模具中进行压床淬火，冷却到预定温度后取出；

S4、将螺旋锥齿轮零件进行冷处理后再进行回火处理，冷却后除去保护层得到螺旋锥齿轮；

所述淬火模具包括上心模和下心模，所述上心模和下心模用于定位及控制杆部变形，所述下心模设置于杆部中心孔内并贯穿整个杆部，所述上心模位于杆部中心孔内上端并位于下心模和杆部中心孔的内壁之间；

所述淬火模具包括上模和下模；所述上模和下模用于控制齿部变形，所述上模包括内环模具和涨环模具，所述内环模具位于齿部上方且施加压力于齿顶区域，所述涨环模具位于杆部中心孔上方且对杆部中心孔顶部施加压力，所述下模包括底模和支撑环，所述底模上部沿杆部外侧周向设置且用于支撑齿背部端面，所述底模下部位于杆部下方且套接于下心模上，所述支撑环位于底模和杆部之间且用于支撑辐板轴肩处；

所述内环模具和底模的侧壁开设有供淬火油通过的通孔，所述底模底部开设有供淬火油通过的通孔。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述涨环模具在靠近杆部的一侧还设有顶尖。

所述内环模具施加的压力值为100～250psi；所述涨环模具施加的压力值为50～150psi。

所述步骤S3中，所述压床淬火的起始油温为50～80℃。

所述步骤S4中，所述冷处理的温度为-90～-100℃，时间为4～4.5h。

所述步骤S4中，所述回火处理的温度为150±6℃，时间为4～4.5h。

所述步骤S4中，所述冷处理后和回火处理前，螺旋锥齿轮零件还需回温至室温。

所述步骤S1中，所述保护层为铜层，所述铜层的厚度为0.04～0.06mm。

与现有技术相比，本发明的优点在于：