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通过对某8620H材料同步器滑动齿套毛坯正火组织均匀性的分析，讨论其对齿轮后续渗碳淬火变形的影响。由于同步器齿套结构性原因，易产生热处理畸变，而毛坯的正火组织均匀性对其有较大的影响。 齿轮是机械传动中应用极为广泛的零件之一。汽车同步器变速器齿轮起着改变输出转速传递扭矩的作用，所以加工齿轮的要求相对要严格一些。同步器滑套的一般生产过程为：锻造--等温正火--机械切削加工--渗碳淬火--磨削--成品。齿轮质量的高低除了钢材本身的因素外，还受各加工工序的工艺影响，热处理工艺影响很大，这里不单指齿轮的渗碳淬火工艺，而且也包括齿轮的预先热处理工艺。
一般来说，齿轮的预先热处理工艺有两个目的： ①获得良好的切削性能，这就要求在预先热处理后得到均匀等轴晶粒的铁素体——珠光体混合组织，且不含贝氏体组织。 ②保证齿轮具有均匀一致的组织结构，减小齿轮渗碳淬火后因组织转变而产生的不规则变形，保证齿轮具有良好的接触面，降低工作噪音。
由于同步器滑套特殊的薄壁空腔结构，渗碳淬火过程中容易产生较大的热处理畸变。在工作实践中，齿轮毛坯的正火组织均匀性对同步器滑动齿套的渗碳淬火热处理变形有较大的影响。
1.零件材料与结构 实验所用的同步器滑动齿套的钢材为 8620H，依据GB/T 4336-2002标准，实验仪器为PDA-8000直读光谱仪，通过做光谱分析，本批钢材的化学成分（质量分数，%）为0.19C,0.30Si，0.82Mn，0.020S，0.014P，0.51Cr，0.42Ni，0.18Mo，0.12Cu。零件结构尺寸简图如下图1，由图可知，零件为薄壁空腔，易发生热处理变形。 2.实验方法及过程 通过对两批采用不同等温正火工艺后的毛坯件，根据某外国公司标准《TES-019》即“均匀分布的铁素体和不大于30%的断离珠光体的细珠光体，布氏硬度为157-197HB”，用ALm金相显微镜测量其组织，用3000BLD/T的布氏硬度计来测量其硬度，来表征其组织均匀性。将毛坯按照图纸加工后，讲两批零件分别标识区分，装入同一箱式炉采用渗碳淬火工艺热处理后，测量其尺寸变形情况。 批次一： 零件金相组织为90%断离珠光体+铁素体轻微带状组织，布氏硬度为198HB，不符合TES-019的异常件。批次一的正火组织金相照片如图2、3。 批次二： 零件金相组织为等轴铁素体+细片状珠光体，布氏硬度为167HB。批次二的正火组织金相照片如图4、5 渗碳淬火设备为爱协林公司的箱式炉，以氮气和甲醇为载气，以丙酮为富化气，淬火油为G油，油温为80℃，搅拌速度为300r/min。渗碳淬火工艺曲线如下图6 零件经过清洗、回火、清理抛丸后，检测两批零件渗碳淬火热处理后的金相组织，然后转移到机加车间测量尺寸及热后加工。 3.试验数据 两批零件渗碳淬火热处理后的金相报告如表1 表1 两批零件金相报告
根据《TES-003》标准，以上两批零件金相报告符合技术要求。 两批零件在机加车间用仪表测量端面跳动后，上机床热后车削，结果如表2 表2 两批次零件的尺寸测量结果
此同步器滑动齿套的端面跳动要求≤0.12mm，不允许车削后内端面有黑皮出现。 从表2可以看出，批次一的10件零件，有9件端面跳动超出尺寸要求上限，对应的其车削后内端面出现黑皮。批次二的10件零件，没有端面跳动超出技术要求的，车削后内端面也无黑皮出现。 4.实验结论 （1）不同正火组织的零件，经合理的渗碳淬火热处理后，其金相组织能符合某外国公司的TES-003技术要求. （2）零件毛坯正火组织的均匀性，对其渗碳淬火热处理后的变形有较大的影响。当这些零件的正火组织超差，其均匀性无法达到保证，导致在渗碳淬火时热处理变形较大，经车削加工后，尺寸不符合技术要求，零件报废。 （3）选择合理的等温正火工艺，以达到零件毛坯的组织均匀，可以极大的提高后续热处理的变形一致性和减小变形，从而减少零件车削报废。 参考文献 [1] 姚逯年. 钢热处理变形的控制 [M].北京：机械工业出版社.1987:161-164 [2] 刘云旭.合金渗碳钢件预先热处理研究 [J] 汽车工艺与材料，1997（8）12-16. [3] 安继儒.中外常用金属材料手册.西安：西安交通大学出版社，1990
文：赵宁，西安法士特汽车传动有限公司 关于我们 “热处理生态圈”以热处理为核心报道方向，着眼材料、冶金、热成型、加工和结构等影响零件成品的整个链条因素，构建质量生态圈的理念。 |
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