CN102409151B - 汽车驱动桥内齿圈热处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车驱动桥内齿圈热处理工艺，包括碳氮共渗→淬火→清洗→回火→矫正变形处理步骤，在低温碳氮共渗工序之后、淬火工序之前，立即将控制内齿圈变形的心轴装入内齿圈的步骤，所述心轴直径尺寸为低温碳氮共渗并直接淬火后的内齿圈齿顶圆直径的100.02％～100.03％。所述心轴外圆上加工形齿；解决了内齿圈渗碳淬火热处理后失园变形超差问题，提高了热处理的产品合格率，特别适用于重型载重汽车用驱动桥内齿圈的热处理。

Description

汽车驱动桥内齿圈热处理工艺

技术领域

本发明涉及筒形钢制零件渗碳淬火热处理工艺，尤其涉及一种汽车驱动桥内齿圈热处理工艺

背景技术

目前现有技术的汽车驱动桥内齿圈热处理工艺中，一是采用软氮化处理工艺，该工艺加工的特点是内齿圈变形较小且易于控制，但存在着硬化深度浅、使用寿命相对较低等问题。二是采用渗碳淬火工艺，这种工艺的硬化层深度较深、疲劳强度较高，该工艺存在着内齿圈的淬火畸变、变形超差的问题，特别是失园超差的问题依然突出，热处理的合格率偏低。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术工艺处理存在的内齿圈的淬火畸变、变形超差，特别是失圆超差的问题；提供一种汽车驱动桥内齿圈热处理工艺；解决了内齿圈渗碳淬火热处理后失园变形超差问题，提高了热处理的产品合格率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种汽车驱动桥内齿圈热处理工艺，包括碳氮共渗→淬火→清洗→回火→矫正变形处理步骤，在碳氮共渗工序之后、淬火工序之前，立即将控制变形的心轴装入内齿圈，所述心轴的直径与内齿圈齿顶圆的直径为过盈配合。

所述心轴直径尺寸为低温碳氮共渗并直接淬火后的内齿圈齿顶圆直径的100.02％～100.03％。

所述心轴外表面加工形齿。形齿使内齿圈淬火时，淬火油与内齿圈接触面更多且自身的流动更顺畅，使齿圈的冷却速度更快以达到淬火的目的。

所述碳氮共渗为低温碳氮共渗，所述淬火为低温淬火。采用降温淬火或空冷再加热加压淬火。

所述清洗工序中、心轴装在内齿圈内。

所述回火工序中、心轴装在内齿圈内。

所述矫正变形处理工序中、心轴装在内齿圈内。

所述矫正变形处理是通过冲击处理或者击打处理的方式对内齿圈的外圆进行降低残余拉应力处理。

所述击打处理是在内齿圈尚有小于回火温度的余温状态之下进行强力抛丸处理；所述强力抛丸处理的采用的钢丸硬度为HRC54～58，丸粒直径0.8～1.5mm，速度达85～90m/s，外圆抛丸覆盖率大于100％。

心轴采用耐热高强度铸铁材料制作。其主要作用是提高其自身的抗冷热应变能力及使用寿命。

本发明工作原理：将内齿圈放在淬火炉内850℃、4h的条件下碳氮共渗，从淬火炉中取出内齿圈迅速置入心轴上形成装配体，将内齿圈和心轴的装配体垂直落入120℃等温淬火油中做等温淬火。内齿圈由于冷却和组织变化带来直径上的收缩，由于受到心轴的抑制，限制了其淬火收缩和失园超差畸变，在内齿圈内形成较大的拉应力；淬火缓冷后将装配体进行清洗，然后进行后续4-6h的回火，回火后迅速转入抛丸工序、利用回火余热进行钢丸硬度为HRC54-58，丸粒速度达90m/s，均匀的且覆盖率达100％以上的强力抛丸处理，回火过程中部分应力得以释放，而强力抛丸处理中发生残余奥氏体向马氏体转变有效降低残余拉应力、使得残余拉应力基本得以消除；此后将心轴从内齿圈压出，内齿圈虽然仍要发生少量收缩变形，但绝大多数已被控制在合格范围内。根据需要可以增加回火时间，冷热状态下采用其它方式冲击或者击打内齿圈外圆，改变丸粒直径和硬度范围、加大强力抛丸覆盖率，甚至多次回火多次强力抛丸以达到更理想的应力消除效果，提高产品合格率。

本发明的有益效果是：

1.较低的碳氮共渗温度和较低的淬火温度，降低了内齿圈加热畸变；

2.淬火前在内齿圈内插入与其内孔有一定过盈量的高精度心轴，淬火时有效地阻止内齿圈畸形收缩导致的失园超差、使形状公差得到有效控制；提高了产品的合格率。

附图说明

附图1为本发明的内齿圈与心轴装配后的结构示意图；

图中，1.心轴，2.内齿圈。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

一种汽车驱动桥内齿圈热处理工艺，如图所示，图中，心轴1，内齿圈2；包括碳氮共渗→淬火→清洗→回火→矫正变形处理步骤，还包括如下步骤：在低温碳氮共渗工序之后、淬火工序之前，立即将控制变形的心轴装入内齿圈，所述心轴1直径尺寸为低温碳氮共渗并直接淬火后的内齿圈2齿顶圆直径的100.02％～100.03％，心轴1外表面加工形齿，形齿使内齿圈淬火时，淬火油与内齿圈接触面更多且自身的流动更顺畅，使内齿圈的冷却速度更快以达到淬火的要求，心轴采用耐热高强度铸铁材料制作、提高其自身的抗冷热应变能力及使用寿命。碳氮共渗为低温碳氮共渗；淬火为低温淬火，采用降温淬火或空冷再加热加压淬火。清洗工序中、回火工序中、矫正变形处理工序中，心轴都设在内齿圈内。矫正变形处理是在回火后内齿圈尚有小于回火温度的余温状态之下进行强力抛丸处理、以降低残余拉应力，强力抛丸处理的钢丸硬度为HRC54～58，丸粒直径0.8～1.5mm，速度达85～90m/s，外圆覆盖率大于100％。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (3)

1.一种汽车驱动桥内齿圈热处理工艺，包括碳氮共渗→淬火→清洗→回火→矫正变形处理步骤，其特征是，在碳氮共渗工序之后、淬火工序之前，立即将控制内齿圈变形的心轴装入内齿圈步骤，所述心轴的直径与内齿圈齿顶圆的直径为过盈配合，所述矫正变形处理是通过击打处理的方式对内齿圈的外圆进行降低残余拉应力处理，所述击打处理是在内齿圈尚有小于回火温度的余温状态之下进行强力抛丸处理；所述强力抛丸处理的采用的钢丸硬度为 HRC54～58，丸粒直径 0.8～1.5mm，速度达 85～90m/s，外圆抛丸覆盖率大于 100%，所述心轴直径尺寸为低温碳氮共渗并直接淬火后的内齿圈齿顶圆直径的 100.02%～100.03%，所述回火工序中、心轴设在内齿圈内，所述矫正变形处理工序中、心轴设在内齿圈内；所述心轴外圆上加工形齿；所述碳氮共渗为低温碳氮共渗，所述淬火为低温淬火。

2.如权利要求 1 所述的汽车驱动桥内齿圈热处理工艺，其特征是，所述清洗工序中、心轴设在内齿圈内。

3.如权利要求 1 所述的汽车驱动桥内齿圈热处理工艺，其特征是，心轴采用耐热高强度铸铁材料制作。

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