对于齿圈热处理变形控制的应对方案

热处理

公司有一批产品，需要采用42CrMo锻造的齿圈，尺寸为外径1250mm，内径1150mm。高度为180mm
热处理要求为调质处理270-300HBW。
以前采用油冷，出来低温冲击等参数达不到技术要求，采用盐水淬火后，技术要求都可以满足，但是发现一批次的总有三五件椭圆，粗车余量为10mm，竟然有部分变形到12mm，在这里看看各位高工有没有什么好的办法予以改进。

也请各位专家不吝赐教。

谢谢

cnszgong

这种零件的装炉方式一般是平方的。不知道你们是几个零件装一炉的。

秦时明月

此类圈我们这用硝盐淬，变形很小，处理后呈涨大趋势。

smg016

壁薄的就是这样容易变形的，要注意装吊方式。还有就是这种材料有调质涨大的特性，内孔余量要适当多放点。还有调质前不知有没有进行预处理，正火或是正回火，均匀化组织后也有点消除椭圆的作用

upposition

淬火变形的问题要找到规律确实很难。
筒体类锻件淬火后发生椭圆现象，我也碰到过。不过工件比你的要厚很多。
当时我们设计了一个米字形的垫铁，目的为了使工件在炉底接触面更平整。效果要好多了。

沧桑岁月

这个产品，这个工艺，变形很难控制。
我提一个建议，但是成品会相应增加，对变形有一些改观。
第一、工艺：建议不要采用盐水淬火，变形严重不说，如果出现裂纹就很麻烦。采用水剂淬火介质或水淬（但是其他参数是否合格需要验证）。
第二、工装：对于变形问题，我建议采用铸铁棒来支撑内圆，和产品一起加热冷却。这样可以减小变形。但是铸铁棒用不了几次，成本会增加一些。

所以因为

秦楼明月 发表于 2013-1-23 19:44

                               
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此类圈我们这用硝盐淬，变形很小，处理后呈涨大趋势。

这个冷却介质最为合适，不知道他们公司有没有？

秦时明月

所以因为 发表于 2013-1-26 13:51

                               
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这个冷却介质最为合适，不知道他们公司有没有？

这几天正在做34CrNiMo6的圈子，调质后几乎无变形。

所以因为

秦楼明月 发表于 2013-1-26 14:00

                               
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这几天正在做34CrNiMo6的圈子，调质后几乎无变形。

现在用硝盐做冷却介质的单位很少了，我们过去的公司有些容易变形的产品基本上都是用硝盐淬的，包括45钢单薄工件（尺寸大约为8~15mm）也同样可以采用，在这个碳素钢淬裂的敏感尺寸，不但防止了变形，也避免了开裂的现象。

秦时明月

所以因为 发表于 2013-1-26 14:13

                               
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现在用硝盐做冷却介质的单位很少了，我们过去的公司有些容易变形的产品基本上都是用硝盐淬的，包括45钢单 ...

我们这硝盐槽80吨，大件的渗碳淬火以及炉子能装下的合金钢调质件均用硝盐淬火。

smg016

秦楼明月 发表于 2013-1-26 14:00

                               
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这几天正在做34CrNiMo6的圈子，调质后几乎无变形。

有人告诉我碳钢调质会缩尺寸，是这样吗？怎么解决？（特指圈子）

秦时明月

smg016 发表于 2013-1-26 16:52

                               
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有人告诉我碳钢调质会缩尺寸，是这样吗？怎么解决？（特指圈子）

我们这做合金钢的多，调质结果都是涨大，碳钢臂薄的也呈涨大趋势，但没有合金钢涨量大，臂厚的基本不涨。

shaod

变形后的用丝杆把它撑圆，再定型回火好了。

热处理

感谢楼上各位的热情回复以及积极参与，对于各位给与的各种方案都认真比较参考，甚至采用了一部分，临时解决方案如下，也请各位高工继续参详，有合理建议继续讨论
1，更换淬火介质的建议，我们无法采纳，因为苛刻的技术协议在哪里放着，外方要求的是低温机械性能，所以，用硝盐以及淬火剂的方案都无法采用
2，用焊接工装来保持形状，避免变形过大，发现，工装都变型了，囧……
3，调质完毕，进行校圆，然后去应力回火，发现如果不用工装固定，会再次变形过大。
4，定量生产统计了一下变形数据，发现，此种尺寸的齿圈变形普遍在6-8mm。

最后，我们结合以上经验做出以下改进：
1，加大了齿圈内孔余量，按照10-12mm进行粗车加工，外圆按照10mm粗车加工，然后进行调质处理，在车床上找正后发现，基本上都可以加工起来。
2，改变淬火入水方式，采用垫块隔开，然后采用吊装工具让齿圈全部按照高度方向垂直入水，效果良好，变形控制在6mm以内。
3，再次检测有关低温数据，完全达到外商技术要求。

最后欢迎大家有好的建议跟想法继续讨论……

cnszgong

热处理 发表于 2013-1-27 14:32

                               
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感谢楼上各位的热情回复以及积极参与，对于各位给与的各种方案都认真比较参考，甚至采用了一部分，临时解决 ...

你是说 现在每个齿圈用“等高块”隔开是吗？那么你们是几个齿圈码在一起呢？另外 你们齿圈调质后的平面变形情况怎么样？

smg016

热处理 发表于 2013-1-27 14:32
感谢楼上各位的热情回复以及积极参与，对于各位给与的各种方案都认真比较参考，甚至采用了一部分，临时解决 ...

这是最直接的解决方案，请问外径没涨大吗，为什么放那么多余量

smg016

秦楼明月 发表于 2013-1-26 16:59
我们这做合金钢的多，调质结果都是涨大，碳钢臂薄的也呈涨大趋势，但没有合金钢涨量大，臂厚的基本不涨。 ...

我们35钢薄壁的就缩小了。

cnszgong

smg016 发表于 2013-1-27 19:33

                               
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这是最直接的解决方案，请问外径没涨大吗，为什么放那么多余量

我就猜测一下吧，外径之所以留那么多余量是因为出现了椭圆或者锥度。

秦时明月

smg016 发表于 2013-1-27 19:34

                               
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我们35钢薄壁的就缩小了。

碳钢涨缩和臂厚形状都有关，就是合金钢的涨量大小也与臂厚有关。

smg016

秦楼明月 发表于 2013-1-27 19:56

                               
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碳钢涨缩和臂厚形状都有关，就是合金钢的涨量大小也与臂厚有关。

这个是肯定的，就按薄壁的呢，您那边有何经验。

秦时明月

smg016 发表于 2013-1-28 08:03

                               
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这个是肯定的，就按薄壁的呢，您那边有何经验。

碳钢圈子基本上都是小件，不大关注。

热处理

外径余量，是为了解决椭圆问题，楼上有说的
我们是三件齿圈码在一起，全部用等高块垫开，淬火时用工装起吊，依次如水
平面度基本上没有变化，这个木有问题

龟山淬火

变形是难免的，可以校正后加工