发布时间:2018-10-04 17:45

  首批试制X件大模数齿圈,经利用一年后检测没有呈现接触委靡导致的点蚀和弯曲委靡导致的齿根折断等质量问题。随后又分批持续出产XX件大模数齿圈,经利用5年后复检仍然没有呈现接触委靡导致的点蚀和弯曲委靡导致的齿根折断等任何质量问题。

  通过金相法和显微法阐发,激光淬火层分为相变区和过渡区,相变区的组织次要由超细马氏体构成。45CrNi材料概况在激光幅照下,瞬时奥氏体化(加热速度可达10 4~10 9℃/s)。金属材猜中的碳化物以及合金元素完全溶入奥氏体中,极大的过热度形成相变驱动力很大,使奥氏体的形核数目增加,相变形核的临界半经很小。激光幅照移开后材料自激冷(冷却速度可达10 4℃/s),使得超细奥氏体来不及长大,相变产品获得超细马氏体组织。而且在激光瞬时加热下,工件概况构成超强光压,使材料概况发生塑性变形,构成残存压应力,从而使显微组织中位错密度添加。激光淬火后的硬度沿横截面深度标的目的平均分布。分析以上机理,激光淬火的强化机制有固溶强化、细晶强化、位错强化,使材料概况的分析机能获得很大改善,耐磨性、抗委靡性显著提高。

  对比了别离使用激光淬火手艺与保守中高频感应淬火手艺两种方式强化齿圈的各项机能参数,如表4所示。

  (5)大模数齿圈齿面采用激光淬火后经现实使用查验,可大幅提高齿圈利用寿命,达一倍以上。

  在激光淬火时,为了包管数控激光淬火机床可以或许精确实施分区淬火,即淬完第一个齿后隔3~5个齿淬第二个齿,并切确节制淬火区域,在装夹过程中必需使试件与扭转轴齐心。

  齿圈齿面淬火后,经直经标的目的尺寸检测和平面度检测均合适零件的图样设想要求。

  虽然数控激光淬火手艺在中小型零件上已普遍使用,但对于大模数、超大直径齿圈齿面激光淬火在国内尚属初次,国外相关报道也很少。本文通过先在公用仿形试料长进行激光淬火试验,进而扩大到大模数齿圈齿面激光淬火工艺的工业化使用。

  齿轮失效形式次要是接触委靡导致的点蚀和弯曲委靡导致的齿根折断。为了提高齿轮的委靡强度,一般采用概况强化处置。保守的齿面强化工艺有:中频感应淬火、高频感应淬火、渗碳、氮化、在线龙虎游戏碳氮共渗等方式。但这些方式具有淬火零件变形较大、热处置时间长以及费用较高档问题。别的,对于采用保守淬火前还需预留机加工余量,淬火后必需采用大型磨齿机进行磨齿校正处置。激光淬火相对于保守概况强化方式具有变形小、热影响区小、可切确节制淬火区域、软化层平均,以及热处置后不需后续加工等长处,适于大模数、大直径齿圈的概况强化。

  齿顶部激光垂直映照有功功率高,激光功率宜采用中下限,齿根部激光倾斜映照有功功率小,激光功率宜采用中上限。采用宽带扫描系统。操纵积分聚焦镜把点光源(φ5mm)变成线mm),线光源的功率密度分布在长度标的目的上近似正态分布,工件受热平均,并且比拟点光源淬火出产效率提高3~4倍。初步确定的试料淬火工艺参数如表1所示。

  (2)确定的试件齿面激光淬火工艺参数合理、可行,能够在大模数、大直经齿圈零件上唱工业化试制。

  为了包管试验成果与工业化试制成果相符,试样采用数控线切割手艺加工出同种材料统一形态,不异模数的仿形齿圈一段共8个齿,选此中3个齿作为样块别离编号为1-1、1-2、2-1、2-2、3-1、3-2。

  为了达到节能降耗的目标,援用一种先辈的发现专利方式《采用轴侧吹气降低激光概况淬火功率的方式》(专利号:111),制定本试验参数。

  (4)大模数齿圈齿面采用激光淬火后相较保守中高频感应淬火,零件的总机械加工周期缩短了30%。

  (3)大模数齿圈齿面采用激光淬火工艺后,其耐磨性、抗委靡性、分析力学机能均达到零件手艺机能要求,外观尺寸满足图样设想要求,数控激光淬火手艺适合工业化使用。

  从表2检测成果看,激光淬硬层组织为马氏体,淬火层硬度在708.57~765.02HV(59.5~62HRC),申明激光软化层硬度、组织平均分歧,而且采用显微硬度法检测的软化层深度与表1中采用金相法检测的软化层深度根基分歧。淬硬层深度和硬度均能达到大模数齿圈的手艺机能要求。

  经宏观检测,试样1-1、试样3-2概况质量最好,无熔化现象。固选用该两个试样进行金相检测。金相试样采用线切割机沿横断面截取并经研磨抛光后用侵蚀液侵蚀淬火层观查显微组织,如图2~图5所示。

  激光功率为2200~3000W,在线龙虎游戏采用宽带扫描,带宽尺寸16mm,离焦量为40mm,扫描速度为6~13mm/s。在激光淬火前清理试料概况油污并在齿面喷涂吸光涂料。齿面激光淬火时,应采用轴向分齿搭接扫描。先扫描齿顶部(AC),后扫描齿根部(BD),每相隔3~5齿进行一次扫描(见图1)。

  从表1可看出:在确定的工艺参数范畴内激光处置的试件,司理化检测,齿尖和齿根部位淬硬层深度在0.60~0.95 mm。各参数之间合适软化层深度反比于功率密度(单元面积的激光能量)。