[发明专利]一种保持精度等级的薄壁齿圈类零件淬火方法

摘要

本发明涉及一种保持精度等级的薄壁齿圈类零件淬火方法。将中碳氮化用钢的薄壁齿圈类零件，加工过程按工艺规定切削量进行粗、精加工，并分别进行去应力回火，采用涂覆材料，将待强化面涂覆均匀，通过高能激光束扫描工件表面，得到表层均匀的马氏体组织，采用对称等分渐进加热方式，按顺序逐步加热零件待硬化表面，进行工装定位激光淬火和渗氮两种热处理工艺对比，得出激光淬火得到具有表面压应力的马氏体组织，零件表面抗疲劳性能有明显提高。该方法满足产品性能要求，同时采用对称等分渐进加热方式减少零件变形，可以在不降低加工精度等级的基础上，减少零件加工的工序，满足产品性能要求。

主权项

一种保持精度等级的薄壁齿圈类零件淬火方法，其特征在于，该方法具体步骤包括：步骤1、将中碳氮化用钢的薄壁齿圈类零件，加工过程按工艺规定切削量进行粗、精加工，并分别进行去应力回火，加工完成后清洗烘干；步骤2、采用涂覆材料，将待强化面涂覆均匀，通过高能激光束扫描工件表面，工件表层材料吸收激光辐射能并转化为热能，热传导使材料周围温度以极快的速度升高到奥氏体相变以上工艺温度，再通过材料基体的自冷却作用使被加热的表层材料以超过马氏体相变临界冷却速度而快速冷却，从而完成相变硬化，得到表层均匀的马氏体组织；步骤3、采用对称等分渐进加热方式，按顺序逐步加热零件待硬化表面，使零件基体淬火时产生的热应力和组织应力相互消抵，实现零件均匀对称变形，从而减少零件的实际变形量；步骤4、进行工装定位激光淬火和渗氮两种热处理工艺对比，具体措施为：4.1在激光淬火前、后分别检测齿形、齿向值；4.2在渗氮前、后分别检测齿形、齿向值；4.3从齿形、齿向的变化值验证产品加工精度等级降低的数值大小；步骤5、分析研究激光淬火和氮化处理两种热处理工艺的零件机械性能与金相组织，激光淬火得到具有表面压应力的马氏体组织，零件表面抗疲劳性能有明显提高；步骤6、应力相互消抵，实现零件均匀对称变形，从而减少零件的实际变形量，设计激光淬火的自动旋转定位分度圆的工装，缩短调整光斑与工件焦点的时间；其中，工装定位激光淬火过程：整个工装由定位轴（2）、定位销（3）、回位弹簧(4)三部分组成，其中定位轴与产品（5）内孔配合，并通过三爪或四爪盘一起固定在主轴箱（1）上，主轴箱支承带动工件绕水平轴旋转；定位销起到固定齿向的作用，即在调整好光带大小及第一个齿的位置及其与激光光斑（6）的距离后，定位销每顺时针转动一个齿，对应的齿也随着转动，各个齿的光斑焦点与产品的距离间隙被固定，避免再次调整光斑大小和重复定位。