[发明专利]一种薄壁环形零件淬火变形精准控制方法

说明书

一种薄壁环形零件淬火变形精准控制方法，涉及热处理领域，具体操作步骤如下：根据零件材料成分，计算亚共析钢的相变点Ac₃、Ar₃或过共析钢Ac₁、Ar₁和Ms的温度值；测量并记录薄壁环形零件来料内径尺寸d，根据材料成分和冷却方式，判断其自由状态下淬火后直径尺寸呈胀大或缩小趋势；制作圆形的工装；亚共析钢零件、过共析钢零件在奥氏体化保温完成后进行测温；降温后将制作好的圆形工装竖直放入零件内孔中；当亚共析钢零件表面温度降至T=[Ar₃+Ms]/2时、或过共析钢零件表面温度降至T=[Ar₁+Ms]/2时，起吊至淬火介质中冷却；淬火冷却结束后，将工装从零件内孔中取出；本发明对淬火变形控制精准、操作简便，切实有效。

技术领域

本发明涉及热处理领域，尤其是涉及一种薄壁环形零件淬火变形精准控制方法。

背景技术

公知的，薄壁环形零件为热处理常见的一种零件，包括薄壁渗碳类齿圈、薄壁表面淬火类轴套、薄壁调质类环形活件等，其外形特点为壁厚、高度相对直径尺寸均较小，淬火后一方面会发生直径尺寸的整体缩小或胀大（由材料成分和冷却方式决定），另一方面极易发生椭圆变形，且椭圆变形会附带端面翘曲变形，给后期的机械加工带来了极大的困难。为了能够加工出图纸要求的产品，通常在制作毛坯时将零件各部余量放大，确保所加余量大于淬火变形量，这造成了严重的材料浪费，且零件变形后各部加工量不同而不利于零件硬度均匀性，最终影响产品的使用性能；若淬火过程变形量大于所加余量，容易造成产品无法满足机械加工而报废。因此提出一种在淬火过程中精准控制薄壁环形零件变形的方法，成为本领域技术人员的基本诉求。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种薄壁环形零件淬火变形精准控制方法。

为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种薄壁环形零件淬火变形精准控制方法，具体操作步骤如下：

（1）、根据零件材料成分，计算亚共析钢的相变点Ac₃、Ar₃或过共析钢Ac₁、Ar₁和Ms的温度值；

（2）、测量并记录薄壁环形零件来料内径尺寸d，根据材料成分和冷却方式，判断其自由状态下淬火后直径尺寸呈胀大或缩小趋势；

（3）、根据零件尺寸制作外形为圆形的工装，其高度尺寸较薄壁环形零件高5～10mm；对淬火后直径尺寸呈胀大趋势的零件，工装外圆尺寸为D=d×（1+3‰）；对淬火后直径尺寸呈缩小趋势的零件，工装外圆尺寸为D=d；

（4）、亚共析钢零件在Ac₃+（30~70℃）、过共析钢零件在Ac₁+（30~70℃）奥氏体化保温完成后，将零件吊运并竖直放置于水平托盘上，并用测温设备监控其表面温度；

（5）、在亚共析钢零件表面温度降至Ar ₃～Ac₃温度间或过共析钢零件表面温度降至Ar₁～Ac₁温度区间时，将制作好的圆形工装竖直放入零件内孔中；

（6）、随着温度的降低，零件抱紧工装并发生塑性变形使椭圆变形消除，当亚共析钢零件表面温度降至T=[Ar₃+Ms]/2时、或过共析钢零件表面温度降至T=[Ar₁+Ms]/2时，起吊托盘载圆形工装及零件至淬火介质中冷却；

（7）、淬火冷却结束后，将工装从亚共析钢零件内孔或过共析钢零件内孔中取出，淬火及变形精准控制操作完成。

薄壁环形零件淬火变形精准控制方法，淬火介质为油、水或合成淬火液，在淬火介质中冷却的时间为5~10分钟。

薄壁环形零件淬火变形精准控制方法，所述圆形的工装中设有内孔，且径向的壁厚至少为薄壁环形零件壁厚的2倍，其倒角为3×45°，其外圆的粗糙度不高于Ra6.3。