一種在低溫環境下工作齒輪的加工方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種在低溫環境下工作齒輪的加工方法，屬于機械加工技術領域。
【背景技術】
[0002]隨著工業的發展，對一些在極端環境下工作的設施或設備的環境適應要求很高，齒輪作為其基礎的傳動部件，大量被應用。而一些傳動精度要求高的傳動裝置，齒輪嚙合齒側間隙較小，受環境變化熱脹冷縮的影響，很容易出現卡死現象，而受環境限制其維修成本較高。
[0003]常規齒輪的加工采用的是20CrMnTi的材料，采用滲碳淬火的方式，其工藝方法通常為:備料一粗車一正火一精車一滾齒一鉗一滲碳洋火一內外磨一磨齒一檢驗一入庫。米用該工藝方法生產的齒輪部件應用在極端環境下，容易受加工誤差的影響，裝配前需要測量，選配適合的公差帶進行裝配，裝配效率低，成本也高，還要控制齒輪在使用過程中因溫度變化產生的變形量，導致裝配難度大，且裝配后的變形量難以控制。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是:提供一種在低溫環境下工作齒輪的加工方法，該方法在滲碳淬火后增加深冷循環處理工序，解決因溫度變化導致齒輪熱脹冷縮而卡死的問題，同時滲碳處理后能提高齒輪使用壽命。
[0005]本發明的技術方案:一種在低溫環境下工作齒輪的加工方法，包括以下步驟:
(1)粗加工:下料后進行粗車加工，將齒輪的外形加工成形，預留I?1.5mm的精加工余量;
(2)正火處理:將齒輪放入正火爐中，加熱至910°C?940°C，保溫3小時后空冷；正火能細化晶粒、使組織均勻性，為滲碳淬火提供良好的組織條件，還能改善材料的切削性能；
(3)精加工:將齒輪外形加工至圖尺寸，需要精加工的內孔和配合面預留0.15?0.2mm加工余量；
(4)滾齒:采用滾齒工藝將齒輪的輪齒加工成型，并為后續的磨齒加工預留0.2?0.25mm磨削余量；
(5)滲碳:將齒輪放入滲碳爐中，加熱爐內升溫至900°C?930°C，通入丙烷，保溫3小時，然后通過淬火油冷卻后采用160°C?180°C回火處理，控制表面硬度在HRC60?62，有效滲碳層深達0.7?0.9mm ；
(6)深冷循環處理:是將滲碳處理工序處理后的齒輪放入深冷設備中以每分鐘降2°C的冷卻速率降溫至_60°C?-100°C，保溫2小時后把齒輪從深冷設備中取出，放入至烘箱中加熱至140°C?160°C，保溫I小時后空冷至常溫，再放入到深冷設備中以每分鐘降2°C的冷卻速率降溫至_60°C?-100°C，保溫2小時后，把齒輪從深冷設備中取出，放入至烘箱中加熱至140°C?160°C，保溫I小時后空冷至常溫；
(7)磨齒:將齒輪磨削至最終要求精度； (8)檢驗及入庫:按圖紙要求檢驗，合格的齒輪油封包裝后入庫處理。
[0006]上述方法中，選用12CrNi3為齒輪材料，該材料屬于高級滲碳用合金鋼，淬透性好，淬火低溫回火后能獲得較高的表面硬度，良好的塑性和機械性能，同時淬火后組織均勻，得到晶粒細小的馬氏體組織，組織中間會殘余少量的殘余奧氏體，殘余奧氏體是一種亞穩定組織，在受溫度和外部環境的變化時不穩定，會產生轉變，從而導致零件發生微量變形，淬火后深冷循環處理，可以將內部存在的殘余奧氏體轉變，使零件在后續加中和使用尺寸更加穩定，受環境的影響的變形極小，有效的控制了熱處理變形和熱處理后零件加工尺寸穩定性。
[0007]由于采用了上述技術方案，本發明的優點在于:采用本發明的工藝方法所加工出的齒輪在溫度變化的情況下變形極小，不僅使齒輪裝配過程變得簡單，而且齒輪不會因環境變化而產生干涉或卡死的現象，產品經久耐磨，使用壽命長，能滿足齒輪在溫度較低等復雜工作環境下工作。
【具體實施方式】
[0008]為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合實施例對本發明作進一步的詳細說明。
[0009]本發明的實施例:本發明選用12CrNi3作為齒輪材料，并采用以下步驟進行加工:
(1)粗加工:下料后進行粗車加工，將齒輪的外形加工成形，預留I?1.5mm的精加工余量;
(2)正火處理:將齒輪放入正火爐中，加熱至910°C?940°C，保溫3小時后空冷；
(3)精加工:將齒輪外形加工至圖尺寸，需要精加工的內孔和配合面預留0.15?0.2mm加工余量；
(4)滾齒:采用滾齒工藝將齒輪的輪齒加工成型，并為后續的磨齒加工預留0.2?
0.25mm磨削余量；
(5)滲碳:將齒輪放入滲碳爐中，加熱爐內升溫至900°C?930°C，通入丙烷，保溫3小時，然后通過淬火油冷卻后采用160°C?180°C回火處理，控制表面硬度在HRC60?62，有效滲碳層深達0.7?0.9mm ；
(6)深冷循環處理:是將滲碳處理工序處理后的齒輪放入深冷設備中以每分鐘降2°C的冷卻速率降溫至_60°C?-100°C，保溫2小時后把齒輪從深冷設備中取出，放入至烘箱中加熱至140°C?160°C，保溫I小時后空冷至常溫，再放入到深冷設備中以每分鐘降2°C的冷卻速率降溫至_60°C?-100°C，保溫2小時后，把齒輪從深冷設備中取出，放入至烘箱中加熱至140°C?160°C，保溫I小時后空冷至常溫；
(7)磨齒:將齒輪磨削至最終要求精度；
(8)檢驗及入庫:按圖紙要求檢驗，合格的齒輪油封包裝后入庫處理。
【主權項】
1.一種在低溫環境下工作齒輪的加工方法，其特征在于包括以下步驟: (1)粗加工:下料后進行粗車加工，將齒輪的外形加工成形，預留I?1.5mm的精加工余量; (2)正火處理:將齒輪放入正火爐中，加熱至910°C?940°C，保溫3小時后空冷； (3)精加工:將齒輪外形加工至圖尺寸，需要精加工的內孔和配合面預留0.15?0.2mm加工余量； (4)滾齒:采用滾齒工藝將齒輪的輪齒加工成型，并為后續的磨齒加工預留0.2?0.25mm磨削余量； (5)滲碳:將齒輪放入滲碳爐中，加熱爐內升溫至900°C?930°C，通入丙烷，保溫3小時，然后通過淬火油冷卻后采用160°C?180°C回火處理，控制表面硬度在HRC60?62，有效滲碳層深達0.7?0.9mm ； (6)深冷循環處理:是將滲碳處理工序處理后的齒輪放入深冷設備中以每分鐘降2°C的冷卻速率降溫至_60°C?-100°C，保溫2小時后把齒輪從深冷設備中取出，放入至烘箱中加熱至140°C?160°C，保溫I小時后空冷至常溫，再放入到深冷設備中以每分鐘降2°C的冷卻速率降溫至_60°C?-100°C，保溫2小時后，把齒輪從深冷設備中取出，放入至烘箱中加熱至140°C?160°C，保溫I小時后空冷至常溫； (7)磨齒:將齒輪磨削至最終要求精度； (8)檢驗及入庫:按圖紙要求檢驗，合格的齒輪油封包裝后入庫處理。2.根據權利要求1所述的在低溫環境下工作齒輪的加工方法，其特征在于:選用12CrNi3為齒輪材料。
【專利摘要】本發明公開了一種在低溫環境下工作齒輪的加工方法，包括以下步驟：備料→粗車→正火→精車→滾齒→鉗→滲碳淬火→深冷循環處理→內外磨→磨齒→檢驗→入庫待裝配，同時選用12CrNi3為齒輪材料。由于在滲碳淬火工序之后增加一道深冷循環處理工序，從而使所加工出的零件在溫度變化的情況下變形極小，不會因環境變化導致干涉或卡死，產品而耐磨，使用壽命長，能滿足齒輪在溫度較低等復雜工作環境下工作。
【IPC分類】B23P15/14
【公開號】CN105196011
【申請號】CN201510587993
【發明人】唐義祥
【申請人】貴州群建精密機械有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年9月16日