CN115094206B - 一种冷挤压内齿圈感应正火处理方法及内齿圈 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种冷挤压内齿圈感应正火处理方法及内齿圈,其包括如下步骤:将经冷挤压成型的内齿圈放入感应器的有效线圈内,并旋转;以第一功率,在第一时间内,通过所述感应器,将所述内齿圈预热至第一温度;以第二功率,在第二时间内,通过所述感应器,将所述内齿圈加热至第二温度;将所述内齿圈保温第三时间后,在第四时间内,将所述内齿圈冷却至第三温度。其中,第二功率大于第一功率,第二温度大于第一温度。本申请先采用小功率预热,再采用大功率加热,使内齿圈加热更加均匀,减少内齿圈因加热导致的变形,进而避免出现表层晶粒和基体晶粒存在不均匀现象,彻底解决后期热处理出现混晶现象,可提高内齿圈的质量及使用寿命。
Description
技术领域
本申请涉及汽车重载变速箱技术领域,特别涉及一种冷挤压内齿圈感应正火处理方法及内齿圈。
背景技术
常规内齿圈生产的一般流程为采用低碳合金钢经镦粗、冲孔及辗环等热锻成型工艺制成环状坯料,等温正火后精车,采用滚齿加工齿形,然后再渗碳压淬,最终制成合格的内齿圈。
冷挤压相对于热锻尺寸精度高、氧化少、金属内在组织好,用冷挤压或冷精整的工艺替代滚齿工艺可以较大幅度降低内齿圈的加工成本,提高加工效率,这种工艺也是近年来经常采用的少无切削加工内齿圈的主要制造工艺。
冷挤压生产内齿圈的工艺为采用低碳合金钢经镦粗、冲孔及辗环等热锻成型工艺制成环状坯料,球化退火处理,经润滑处理后冷挤成型,再渗碳压淬,最终制成合格的内齿圈。
相比常规的滚齿加工齿形,经过球化退火处理后的内齿圈在冷挤压过程中表层存在一定的塑形变形,而基体不发生变化,导致表层晶粒和基体晶粒存在不均匀现象,同时存在表面冷作硬化现象;最终渗碳淬火后出现组织不均匀甚至粗大情况,且出现严重的混晶情况,这将严重影响内齿圈的质量及使用寿命。
发明内容
本申请实施例提供一种冷挤压内齿圈感应正火处理方法及内齿圈,以解决相关技术中经过球化退火处理后的内齿圈在冷挤压过程中,因表层存在一定的塑形变形,而基体不发生变化,导致表层晶粒和基体晶粒存在不均匀现象,同时存在表面冷作硬化现象;最终渗碳淬火后出现组织不均匀甚至粗大情况,且出现严重的混晶情况的问题。
第一方面,提供了一种冷挤压内齿圈感应正火处理方法,其包括如下步骤:
将经冷挤压成型的内齿圈放入感应器的有效线圈内,并旋转;
以第一功率,在第一时间内,通过所述感应器,将所述内齿圈预热至第一温度;
以第二功率,在第二时间内,通过所述感应器,将所述内齿圈加热至第二温度;
将所述内齿圈保温第三时间后,在第四时间内,将所述内齿圈冷却至第三温度。
其中,第二功率大于第一功率,第二温度大于第一温度。
一些实施例中,所述第一功率为50kW~60kW,所述第一时间为100s~120s,所述第一温度为400℃~450℃。
一些实施例中,所述第二功率为120kW~130kW,所述第二时间为120s~150s,所述第二温度为950℃~970℃。
一些实施例中,所述第三时间为120s~180s。
一些实施例中,所述第三温度为600℃~630℃;且当采用风冷时,所述第四时间为2~3min,当采用空冷时,所述第四时间为4~6min,当采用砂冷时,所述第四时间为9~11min。
一些实施例中,所述内齿圈的旋转速率为15rps/min~30rps/min。
一些实施例中,所述内齿圈与所述有效线圈的间隙不大于5mm。
一些实施例中,所述有效线圈的其中一条直径为对称轴,所述有效线圈包括关于该对称轴对称的两个半圆段,两个半圆段相连接;
所述半圆段包括依次连接的第一弧段、第二弧段和第三弧段,在竖直方向上,所述第二弧段在所述第一弧段上方,且在第三弧段下方;
所述第一弧段所在平面与水平面的夹角为α,所述第二弧段所在平面与水平面的夹角为β,所述第三弧段所在平面与水平面的夹角为γ,β与α和γ不相等。
一些实施例中,α为15°,β为10°,γ为15°。
第二方面,提供了一种内齿圈,其采用如上任一所述的冷挤压内齿圈感应正火处理方法得到。
本申请提供的技术方案带来的有益效果包括:
本申请实施例提供了一种冷挤压内齿圈感应正火处理方法及内齿圈,先采用小功率预热,再采用大功率加热,使内齿圈加热更加均匀,减少内齿圈因加热导致的变形,进而避免出现表层晶粒和基体晶粒存在不均匀现象,彻底解决后期热处理出现混晶现象,可提高内齿圈的质量及使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的有效线圈平面图;
图2为本申请实施例提供的有效线圈与内齿圈截面图;
图3为本申请实施例提供的感应正火处理后的内齿圈金相组织图;
图4为本申请实施例提供的冷挤压后的内齿圈齿根晶粒度形貌图;
图5为本申请实施例提供的感应正火处理后的内齿圈晶粒度形貌图。
图中:1、内齿圈;2、有效线圈;21、第一弧段;22、第二弧段;23、第三弧段。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请提供了一种合理的加工工序,即用低碳合金钢经镦粗、冲孔及辗环等热锻成型工艺制成环状坯料,球化退火处理,经润滑处理后冷挤成型,增加感应正火处理后再渗碳压淬,最终制成合格的内齿圈。
针对冷挤压内齿圈特殊工艺开发出感应正火工艺,彻底解决后期热处理出现混晶现象,可提高内齿圈的质量及使用寿命。
本申请改进后内齿圈加工工序为:
镦粗、冲孔及辗环→球化退火→润滑处理→冷挤压成型→感应正火处理→精插滚→渗碳淬火热处理→成品。
其中,本申请提供了冷挤压内齿圈感应正火处理方法的具体步骤,其包括:
101:参见图1和图2所示,将经冷挤压成型的内齿圈1放入感应器的有效线圈2内,并使内齿圈1在有效线圈2内旋转。
102:以第一功率,在第一时间内,通过感应器,将内齿圈1预热至第一温度。
103:以第二功率,在第二时间内,通过感应器,将内齿圈1加热至第二温度。
104:将内齿圈1保温第三时间后,在第四时间内,将内齿圈1冷却至第三温度。其中,第二功率大于第一功率,第二温度大于第一温度。
上述步骤101中,内齿圈1的旋转速率为15rps/min~30rps/min,内齿圈1与有效线圈2的间隙不大于5mm。
同时,使有效线圈2在不同的部位其水平夹角不同,具体地,参见图2所示,有效线圈2的其中一条直径为对称轴,有效线圈2包括关于该对称轴对称的两个半圆段,两个半圆段相连接;半圆段包括依次连接的第一弧段21、第二弧段22和第三弧段23,在竖直方向上,第二弧段22在第一弧段21上方,且在第三弧段22下方;第一弧段21所在平面与水平面的夹角为α,第二弧段22所在平面与水平面的夹角为β,第三弧段23所在平面与水平面的夹角为γ,β与α和γ不相等。
通过这种夹角不同的设计,使得有效线圈2的加热区域在竖直方向上能够覆盖内齿圈1的壁面,内齿圈1在旋转的时候,使内齿圈1整体加热温度更均匀一致,保证内齿圈的变形量及最终热处理效果。
上述夹角的大小,根据实际需要进行设计,比如,作为一个示例,α为15°,β为10°,γ为15°。
上述步骤102中,第一功率为50kW~60kW,第一时间为100s~120s,第一温度为400℃~450℃。
上述步骤103中,第二功率为120kW~130kW,第二时间为120s~150s,第二温度为950℃~970℃。
先采用小功率预热,再采用大功率加热,使内齿圈1加热更加均匀,减少内齿圈因加热导致的变形。
通过大功率加热,以使内齿圈1奥氏体化。
感应加热采用的频率为4500Hz。
上述步骤104中,第三时间为120s~180s,在保温时,为了防止温度上升,保温时可以降低加热功率,比如,作为一个示例,可以降低到50kW~60kW。
保温可以使内齿圈1表层和内部完全奥氏体化。
上述步骤104中,在完成保温工序之后,需要将温度降低至第三温度600℃~630℃,以使内齿圈1的晶粒度保持一致;降温时有多种方式可以选择,比如,当采用风冷时,需要在2~3min内降低至600℃~630℃,当采用空冷时,需要在4~6min内降低至600℃~630℃,当采用砂冷时,需要在9~11min降低至600℃~630℃。
降低至600℃~630℃之后,可以采用空冷或砂冷继续降温,直至室温,然后进行后续精插滚等工序。
以下通过实施例和对比例,并结合表1,对本申请进行详细描述。
实施例1
一种冷挤压内齿圈感应正火处理方法,包括以下步骤:
步骤1)采用镦粗、冲孔及辗环、球化退火、润滑处理、冷挤压成型工艺,得到内齿圈1。
步骤2)将内齿圈1放入感应器的有效线圈2内,并使内齿圈1在有效线圈2内旋转,旋转速率为15rps/min。
步骤3)预热:调整变压器匝比使其共振频率为4500HZ左右,然后调整电源功率为50kW进行预热,加热时间100s后停止加热,整个加热过程中采用红外测温枪进行全过程测温,最终预热的温度为400℃。
步骤4)感应加热:再次调整电源功率为130kW进行加热,加热时间120s后停止加热,并保温120s,整个加热过程中采用红外测温枪进行全过程测温,加热温度为950℃。
步骤5)冷却:采用风冷时,需要在2min的冷却时间内降低至600℃,然后空冷至室温进行后续的工序加工。
步骤6)最终检测:变形量、金相组织及晶粒度合格。
本实施例中感应正火后制得的内齿圈取样检测,参见图3所示,其金相组织为细致的珠光体+铁素体,为后续的机加工及渗碳淬火奠定良好的基础;同时混晶现象也得到改善,参见图4所示,冷挤压后的晶粒度为10级-7级,存在混晶现象,而参见图5所示,冷挤压内齿圈经感应正火后的晶粒度形貌正常,晶粒度为9级。
实施例2
一种冷挤压内齿圈感应正火处理方法,包括以下步骤:
步骤1)采用镦粗、冲孔及辗环、球化退火、润滑处理、冷挤压成型工艺,得到内齿圈1。
步骤2)将内齿圈1放入感应器的有效线圈2内,并使内齿圈1在有效线圈2内旋转,旋转速率为15rps/min。
步骤3)预热:调整变压器匝比使其共振频率为4500HZ左右,然后调整电源功率为50kW进行预热,加热时间100s后停止加热,整个加热过程中采用红外测温枪进行全过程测温,最终预热的温度为400℃。
步骤4)感应加热:再次调整电源功率为130kW进行加热,加热时间120s后停止加热,并保温120s,整个加热过程中采用红外测温枪进行全过程测温,加热温度为960℃。
步骤5)冷却:采用风冷时,需要在2min的冷却时间内降低至600℃,然后空冷至室温进行后续的工序加工。
步骤6)最终检测:变形量、金相组织及晶粒度合格。
本实施例中感应正火后制得的内齿圈取样检测,其金相组织为珠光体和铁素体,为后续的机加工及渗碳淬火奠定良好的基础;同时混晶现象也得到改善,冷挤压内齿圈经感应正火后的晶粒度形貌正常,晶粒度为8级。
实施例3
一种冷挤压内齿圈感应正火处理方法,包括以下步骤:
步骤1)采用镦粗、冲孔及辗环、球化退火、润滑处理、冷挤压成型工艺,得到内齿圈1。
步骤2)将内齿圈1放入感应器的有效线圈2内,并使内齿圈1在有效线圈2内旋转,旋转速率为15rps/min。
步骤3)预热:调整变压器匝比使其共振频率为4500HZ左右,然后调整电源功率为50kW进行预热,加热时间100s后停止加热,整个加热过程中采用红外测温枪进行全过程测温,最终预热的温度为400℃。
步骤4)感应加热:再次调整电源功率为130kW进行加热,加热时间120s后停止加热,并保温120s,整个加热过程中采用红外测温枪进行全过程测温,加热温度为970℃。
步骤5)冷却:采用风冷时,需要在2min的冷却时间内降低至600℃,然后空冷至室温进行后续的工序加工。
步骤6)最终检测:变形量、金相组织及晶粒度合格。
本实施例中感应正火后制得的内齿圈取样检测,其金相组织为珠光体和铁素体,为后续的机加工及渗碳淬火奠定良好的基础;同时混晶现象也得到改善,冷挤压内齿圈经感应正火后的晶粒度形貌正常,晶粒度为9级。
对比例1
一种冷挤压内齿圈感应正火处理方法,包括以下步骤:
步骤1)采用镦粗、冲孔及辗环、球化退火、润滑处理、冷挤压成型工艺,得到内齿圈1。
步骤2)将内齿圈1放入感应器的有效线圈2内,并使内齿圈1在有效线圈2内旋转,旋转速率为15rps/min。
步骤3)预热:调整变压器匝比使其共振频率为4500HZ左右,然后调整电源功率为50kW进行预热,加热时间100s后停止加热,整个加热过程中采用红外测温枪进行全过程测温,最终预热的温度为400℃。
步骤4)感应加热:再次调整电源功率为130kW进行加热,加热时间120s后停止加热,并保温120s,整个加热过程中采用红外测温枪进行全过程测温,加热温度为930℃。
步骤5)冷却:采用风冷时,需要在2min的冷却时间内降低至600℃,然后空冷至室温进行后续的工序加工。
步骤6)最终检测:变形量、金相组织及晶粒度合格。
本实施例中感应正火后制得的内齿圈取样检测,其金相组织为珠光体和铁素体;同时存在轻微的混晶现象,晶粒度为6-8级。
对比例2
一种冷挤压内齿圈感应正火处理方法,包括以下步骤:
步骤1)采用镦粗、冲孔及辗环、球化退火、润滑处理、冷挤压成型工艺,得到内齿圈1。
步骤2)将内齿圈1放入感应器的有效线圈2内,并使内齿圈1在有效线圈2内旋转,旋转速率为15rps/min。
步骤3)预热:调整变压器匝比使其共振频率为4500HZ左右,然后调整电源功率为50kW进行预热,加热时间100s后停止加热,整个加热过程中采用红外测温枪进行全过程测温,最终预热的温度为400℃。
步骤4)感应加热:再次调整电源功率为130kW进行加热,加热时间120s后停止加热,并保温120s,整个加热过程中采用红外测温枪进行全过程测温,加热温度为980℃。
步骤5)冷却:采用风冷时,需要在2min的冷却时间内降低至600℃,然后空冷至室温进行后续的工序加工。
步骤6)最终检测:变形量、金相组织及晶粒度合格。
本实施例中感应正火后制得的内齿圈取样检测,其金相组织为珠光体+铁素体,其晶粒粗大,晶粒度为5级,可能是由于加热温度过高所致。
实施例4
一种冷挤压内齿圈感应正火处理方法,包括以下步骤:
步骤1)采用镦粗、冲孔及辗环、球化退火、润滑处理、冷挤压成型工艺,得到内齿圈1。
步骤2)将内齿圈1放入感应器的有效线圈2内,并使内齿圈1在有效线圈2内旋转,旋转速率为15rps/min。
步骤3)预热:调整变压器匝比使其共振频率为4500HZ左右,然后调整电源功率为50kW进行预热,加热时间100s后停止加热,整个加热过程中采用红外测温枪进行全过程测温,最终预热的温度为400℃。
步骤4)感应加热:再次调整电源功率为130kW进行加热,加热时间130s后停止加热,并保温120s,整个加热过程中采用红外测温枪进行全过程测温,加热温度为970℃。
步骤5)冷却:采用风冷时,需要在2min的冷却时间内降低至600℃,然后空冷至室温进行后续的工序加工。
步骤6)最终检测:变形量、金相组织及晶粒度合格。
本实施例中感应正火后制得的内齿圈取样检测,其金相组织为珠光体和铁素体,为后续的机加工及渗碳淬火奠定良好的基础;同时混晶现象也得到改善,冷挤压内齿圈经感应正火后的晶粒度形貌正常,晶粒度为8级。
实施例5
一种冷挤压内齿圈感应正火处理方法,包括以下步骤:
步骤1)采用镦粗、冲孔及辗环、球化退火、润滑处理、冷挤压成型工艺,得到内齿圈1。
步骤2)将内齿圈1放入感应器的有效线圈2内,并使内齿圈1在有效线圈2内旋转,旋转速率为15rps/min。
步骤3)预热:调整变压器匝比使其共振频率为4500HZ左右,然后调整电源功率为50kW进行预热,加热时间100s后停止加热,整个加热过程中采用红外测温枪进行全过程测温,最终预热的温度为400℃。
步骤4)感应加热:再次调整电源功率为130kW进行加热,加热时间130s后停止加热,并保温120s,整个加热过程中采用红外测温枪进行全过程测温,加热温度为970℃。
步骤5)冷却:采用风冷时,需要在3min的冷却时间内降低至600℃,然后空冷至室温进行后续的工序加工。
步骤6)最终检测:变形量、金相组织及晶粒度合格。
本实施例中感应正火后制得的内齿圈取样检测,其金相组织为珠光体和铁素体,为后续的机加工及渗碳淬火奠定良好的基础;同时混晶现象也得到改善,冷挤压内齿圈经感应正火后的晶粒度形貌正常,晶粒度为9级。
对比例3
一种冷挤压内齿圈感应正火处理方法,包括以下步骤:
步骤1)采用镦粗、冲孔及辗环、球化退火、润滑处理、冷挤压成型工艺,得到内齿圈1。
步骤2)将内齿圈1放入感应器的有效线圈2内,并使内齿圈1在有效线圈2内旋转,旋转速率为15rps/min。
步骤3)预热:调整变压器匝比使其共振频率为4500HZ左右,然后调整电源功率为50kW进行预热,加热时间100s后停止加热,整个加热过程中采用红外测温枪进行全过程测温,最终预热的温度为400℃。
步骤4)感应加热:再次调整电源功率为130kW进行加热,加热时间130s后停止加热,并保温120s,整个加热过程中采用红外测温枪进行全过程测温,加热温度为970℃。
步骤5)冷却:采用风冷时,需要在1min的冷却时间内降低至600℃,然后空冷至室温进行后续的工序加工。
步骤6)最终检测:变形量、金相组织及晶粒度合格。
本实施例中感应正火后制得的内齿圈取样检测,其金相组织为珠光体+铁素体+少量马氏体;同时存在混晶现象,晶粒度为6-8级。
对比例4
一种冷挤压内齿圈感应正火处理方法,包括以下步骤:
步骤1)采用镦粗、冲孔及辗环、球化退火、润滑处理、冷挤压成型工艺,得到内齿圈1。
步骤2)将内齿圈1放入感应器的有效线圈2内,并使内齿圈1在有效线圈2内旋转,旋转速率为15rps/min。
步骤3)预热:调整变压器匝比使其共振频率为4500HZ左右,然后调整电源功率为50kW进行预热,加热时间100s后停止加热,整个加热过程中采用红外测温枪进行全过程测温,最终预热的温度为400℃。
步骤4)感应加热:再次调整电源功率为130kW进行加热,加热时间130s后停止加热,并保温120s,整个加热过程中采用红外测温枪进行全过程测温,加热温度为970℃。
步骤5)冷却:采用风冷时,需要在4min的冷却时间内降低至600℃,然后空冷至室温进行后续的工序加工。
步骤6)最终检测:变形量、金相组织及晶粒度合格。
本实施例中感应正火后制得的内齿圈取样检测,其金相组织为珠光体和铁素体;同时存在混晶现象且晶粒粗大,晶粒度为5级。
实施例6
一种冷挤压内齿圈感应正火处理方法,包括以下步骤:
步骤1)采用镦粗、冲孔及辗环、球化退火、润滑处理、冷挤压成型工艺,得到内齿圈1。
步骤2)将内齿圈1放入感应器的有效线圈2内,并使内齿圈1在有效线圈2内旋转,旋转速率为15rps/min。
步骤3)预热:调整变压器匝比使其共振频率为4500HZ左右,然后调整电源功率为50kW进行预热,加热时间100s后停止加热,整个加热过程中采用红外测温枪进行全过程测温,最终预热的温度为400℃。
步骤4)感应加热:再次调整电源功率为130kW进行加热,加热时间150s后停止加热,并保温120s,整个加热过程中采用红外测温枪进行全过程测温,加热温度为970℃。
步骤5)冷却:采用空冷时,需要在4min的冷却时间内降低至600℃,然后空冷至室温进行后续的工序加工。
步骤6)最终检测:变形量、金相组织及晶粒度合格。
本实施例中感应正火后制得的内齿圈取样检测,其金相组织为珠光体和铁素体,为后续的机加工及渗碳淬火奠定良好的基础;同时混晶现象也得到改善,冷挤压内齿圈经感应正火后的晶粒度形貌正常,晶粒度为7级。
实施例7
一种冷挤压内齿圈感应正火处理方法,包括以下步骤:
步骤1)采用镦粗、冲孔及辗环、球化退火、润滑处理、冷挤压成型工艺,得到内齿圈1。
步骤2)将内齿圈1放入感应器的有效线圈2内,并使内齿圈1在有效线圈2内旋转,旋转速率为15rps/min。
步骤3)预热:调整变压器匝比使其共振频率为4500HZ左右,然后调整电源功率为50kW进行预热,加热时间100s后停止加热,整个加热过程中采用红外测温枪进行全过程测温,最终预热的温度为400℃。
步骤4)感应加热:再次调整电源功率为130kW进行加热,加热时间150s后停止加热,并保温120s,整个加热过程中采用红外测温枪进行全过程测温,加热温度为970℃。
步骤5)冷却:采用空冷时,需要在5min的冷却时间内降低至600℃,然后空冷至室温进行后续的工序加工。
步骤6)最终检测:变形量、金相组织及晶粒度合格。
本实施例中感应正火后制得的内齿圈取样检测,其金相组织为珠光体和铁素体,为后续的机加工及渗碳淬火奠定良好的基础;同时混晶现象也得到改善,冷挤压内齿圈经感应正火后的晶粒度形貌正常,晶粒度为8级。
实施例8
一种冷挤压内齿圈感应正火处理方法,包括以下步骤:
步骤1)采用镦粗、冲孔及辗环、球化退火、润滑处理、冷挤压成型工艺,得到内齿圈1。
步骤2)将内齿圈1放入感应器的有效线圈2内,并使内齿圈1在有效线圈2内旋转,旋转速率为15rps/min。
步骤3)预热:调整变压器匝比使其共振频率为4500HZ左右,然后调整电源功率为50kW进行预热,加热时间100s后停止加热,整个加热过程中采用红外测温枪进行全过程测温,最终预热的温度为400℃。
步骤4)感应加热:再次调整电源功率为130kW进行加热,加热时间150s后停止加热,并保温120s,整个加热过程中采用红外测温枪进行全过程测温,加热温度为970℃。
步骤5)冷却:采用空冷时,需要在6min的冷却时间内降低至600℃,然后空冷至室温进行后续的工序加工。
步骤6)最终检测:变形量、金相组织及晶粒度合格。
本实施例中感应正火后制得的内齿圈取样检测,其金相组织为珠光体和铁素体,为后续的机加工及渗碳淬火奠定良好的基础;同时混晶现象也得到改善,冷挤压内齿圈经感应正火后的晶粒度形貌正常,晶粒度为7级。
对比例5
一种冷挤压内齿圈感应正火处理方法,包括以下步骤:
步骤1)采用镦粗、冲孔及辗环、球化退火、润滑处理、冷挤压成型工艺,得到内齿圈1。
步骤2)将内齿圈1放入感应器的有效线圈2内,并使内齿圈1在有效线圈2内旋转,旋转速率为15rps/min。
步骤3)预热:调整变压器匝比使其共振频率为4500HZ左右,然后调整电源功率为50kW进行预热,加热时间100s后停止加热,整个加热过程中采用红外测温枪进行全过程测温,最终预热的温度为400℃。
步骤4)感应加热:再次调整电源功率为130kW进行加热,加热时间150s后停止加热,并保温120s,整个加热过程中采用红外测温枪进行全过程测温,加热温度为970℃。
步骤5)冷却:采用空冷时,需要在7min的冷却时间内降低至600℃,然后空冷至室温进行后续的工序加工。
步骤6)最终检测:变形量、金相组织及晶粒度合格。
本实施例中感应正火后制得的内齿圈取样检测,其金相组织为珠光体和铁素体;同时存在混晶现象,且晶粒粗大,晶粒度为5级。
实施例9
一种冷挤压内齿圈感应正火处理方法,包括以下步骤:
步骤1)采用镦粗、冲孔及辗环、球化退火、润滑处理、冷挤压成型工艺,得到内齿圈1。
步骤2)将内齿圈1放入感应器的有效线圈2内,并使内齿圈1在有效线圈2内旋转,旋转速率为15rps/min。
步骤3)预热:调整变压器匝比使其共振频率为4500HZ左右,然后调整电源功率为50kW进行预热,加热时间100s后停止加热,整个加热过程中采用红外测温枪进行全过程测温,最终预热的温度为400℃。
步骤4)感应加热:再次调整电源功率为130kW进行加热,加热时间150s后停止加热,并保温120s,整个加热过程中采用红外测温枪进行全过程测温,加热温度为970℃。
步骤5)冷却:采用砂冷时,需要在9min的冷却时间内降低至600℃,然后空冷至室温进行后续的工序加工。
步骤6)最终检测:变形量、金相组织及晶粒度合格。
本实施例中感应正火后制得的内齿圈取样检测,其金相组织为珠光体和铁素体,为后续的机加工及渗碳淬火奠定良好的基础;同时混晶现象也得到改善,冷挤压内齿圈经感应正火后的晶粒度形貌正常,晶粒度为7级。
实施例10
一种冷挤压内齿圈感应正火处理方法,包括以下步骤:
步骤1)采用镦粗、冲孔及辗环、球化退火、润滑处理、冷挤压成型工艺,得到内齿圈1。
步骤2)将内齿圈1放入感应器的有效线圈2内,并使内齿圈1在有效线圈2内旋转,旋转速率为15rps/min。
步骤3)预热:调整变压器匝比使其共振频率为4500HZ左右,然后调整电源功率为50kW进行预热,加热时间100s后停止加热,整个加热过程中采用红外测温枪进行全过程测温,最终预热的温度为400℃。
步骤4)感应加热:再次调整电源功率为130kW进行加热,加热时间150s后停止加热,并保温120s,整个加热过程中采用红外测温枪进行全过程测温,加热温度为970℃。
步骤5)冷却:采用砂冷时,需要在11min的冷却时间内降低至600℃,然后空冷至室温进行后续的工序加工。
步骤6)最终检测:变形量、金相组织及晶粒度合格。
本实施例中感应正火后制得的内齿圈取样检测,其金相组织为珠光体和铁素体,为后续的机加工及渗碳淬火奠定良好的基础;同时混晶现象也得到改善,冷挤压内齿圈经感应正火后的晶粒度形貌正常,晶粒度为7级。
对比例6
一种冷挤压内齿圈感应正火处理方法,包括以下步骤:
步骤1)采用镦粗、冲孔及辗环、球化退火、润滑处理、冷挤压成型工艺,得到内齿圈1。
步骤2)将内齿圈1放入感应器的有效线圈2内,并使内齿圈1在有效线圈2内旋转,旋转速率为15rps/min。
步骤3)预热:调整变压器匝比使其共振频率为4500HZ左右,然后调整电源功率为50kW进行预热,加热时间100s后停止加热,整个加热过程中采用红外测温枪进行全过程测温,最终预热的温度为400℃。
步骤4)感应加热:再次调整电源功率为130kW进行加热,加热时间150s后停止加热,并保温120s,整个加热过程中采用红外测温枪进行全过程测温,加热温度为970℃。
步骤5)冷却:采用砂冷时,需要在12min的冷却时间内降低至600℃,然后空冷至室温进行后续的工序加工。
步骤6)最终检测:变形量、金相组织及晶粒度合格。
本实施例中感应正火后制得的内齿圈取样检测,其金相组织为珠光体和铁素体;同时存在混晶现象且晶粒粗大,晶粒度为4级。
表1
注:S表示“实施例”,如S1即为实施例1;D表示“对比例”,如D1即为对比例1。
从上述表格中可以看到,先采用小功率预热,再采用大功率加热,使内齿圈加热更加均匀,可以减少内齿圈因加热导致的变形,进而避免出现表层晶粒和基体晶粒存在不均匀现象,彻底解决后期热处理出现混晶现象,可提高内齿圈的质量及使用寿命。
在本申请的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是,在本申请中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种冷挤压内齿圈感应正火处理方法,其特征在于,其包括如下步骤:
将经冷挤压成型的内齿圈(1)放入感应器的有效线圈(2)内,并旋转;
以第一功率,在第一时间内,通过所述感应器,将所述内齿圈(1)预热至第一温度;
以第二功率,在第二时间内,通过所述感应器,将所述内齿圈(1)加热至第二温度;
将所述内齿圈(1)保温第三时间后,在第四时间内,将所述内齿圈(1)冷却至第三温度,所述第三温度为600℃~630℃;且当采用风冷时,所述第四时间为2~3min,当采用空冷时,所述第四时间为4~6min,当采用砂冷时,所述第四时间为9~11min;
其中,第二功率大于第一功率,第二温度大于第一温度;
所述第一功率为50kW~60kW,所述第一时间为100s~120s,所述第一温度为400℃~450℃;
所述第二功率为120kW~130kW,所述第二时间为120s~150s,所述第二温度为950℃~970℃。
2.如权利要求1所述的冷挤压内齿圈感应正火处理方法,其特征在于:所述第三时间为120s~180s。
3.如权利要求1所述的冷挤压内齿圈感应正火处理方法,其特征在于:所述内齿圈(1)的旋转速率为15rps/min~30rps/min。
4.如权利要求1所述的冷挤压内齿圈感应正火处理方法,其特征在于:所述内齿圈(1)与所述有效线圈(2)的间隙不大于5mm。
5.如权利要求1所述的冷挤压内齿圈感应正火处理方法,其特征在于:
所述有效线圈(2)的其中一条直径为对称轴,所述有效线圈(2)包括关于该对称轴对称的两个半圆段,两个半圆段相连接;
所述半圆段包括依次连接的第一弧段(21)、第二弧段(22)和第三弧段(23),在竖直方向上,所述第二弧段(22)在所述第一弧段(21)上方,且在第三弧段(23)下方;
所述第一弧段(21)所在平面与水平面的夹角为α,所述第二弧段(22)所在平面与水平面的夹角为β,所述第三弧段(23)所在平面与水平面的夹角为γ,β与α和γ不相等。
6.如权利要求5所述的冷挤压内齿圈感应正火处理方法,其特征在于:α为15°,β为10°,γ为15°。
7.一种内齿圈,其特征在于,其采用如权利要求1至6任一所述的冷挤压内齿圈感应正火处理方法得到。
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GR01 | Patent grant | ||
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