變速箱輸入軸熱處理工藝
2019-01-09閆保秋
(河北鋼鐵集團(tuán)宣工公司)
(河北鋼鐵集團(tuán)宣工公司)
1.技術(shù)攻關(guān)的確定
我公司430馬力推土機(jī)變速箱采用行星減速結(jié)構(gòu),輸入軸細(xì)而長,在工作過程中承受較大的扭矩,有4段花鍵,要求圓跳動(dòng)≤0.15mm,如圖1所示。

材料是42CrMo,技術(shù)要求做到熱處理硬度達(dá)48~55HRC,工藝路線:鍛造→正火→粗加工→精加工→銑花鍵→熱處理→校直→磨削加工→探傷→裝配。熱處理采用RJJ-105井式爐保護(hù)氣氛加熱,具體工藝如圖2所示。

熱處理后硬度滿足技術(shù)要求,但零件變形較大,全長變形量在4~6mm,因零件強(qiáng)度較高,采用冷校直不能達(dá)到技術(shù)要求,校直采用熱點(diǎn)校直和油壓機(jī)冷校直相結(jié)合校直。這樣在輸入軸上形成局部軟點(diǎn),影響輸入軸的強(qiáng)度,在工作過程中偶有輸入軸斷裂事故,嚴(yán)重影響推土機(jī)質(zhì)量。為解決該問題技術(shù)部立項(xiàng)進(jìn)行攻關(guān)。
2.分析和改進(jìn)措施
對斷裂的輸入軸進(jìn)行檢測,表面硬度53~54HRC,心部硬度49~50HRC,說明零件在淬火時(shí)已經(jīng)全部淬透。因此,零件強(qiáng)度很高,韌性很差,校直時(shí)主要靠熱點(diǎn)校直的熱應(yīng)力來校直,故在局部形成更大的內(nèi)應(yīng)力,并且熱點(diǎn)校直時(shí)局部形成軟點(diǎn)。從斷裂的位置來看,正好是在熱點(diǎn)位置斷裂。進(jìn)一步確認(rèn)輸入軸斷裂與熱點(diǎn)校直有直接關(guān)系。
對斷裂的輸入軸進(jìn)行檢測,表面硬度53~54HRC,心部硬度49~50HRC,說明零件在淬火時(shí)已經(jīng)全部淬透。因此,零件強(qiáng)度很高,韌性很差,校直時(shí)主要靠熱點(diǎn)校直的熱應(yīng)力來校直,故在局部形成更大的內(nèi)應(yīng)力,并且熱點(diǎn)校直時(shí)局部形成軟點(diǎn)。從斷裂的位置來看,正好是在熱點(diǎn)位置斷裂。進(jìn)一步確認(rèn)輸入軸斷裂與熱點(diǎn)校直有直接關(guān)系。
為避免采用熱點(diǎn)校直,同時(shí)保證零件的強(qiáng)度,采用淬硬性較低的材料20CrNiMoH代替42CrMo,將零件在鍛造后增加一道高溫正火工序,進(jìn)一步穩(wěn)定和改善組織,熱處理工藝采用溫度較低的碳氮共滲淬火,如圖3所示。

為了減少熱處理變形,在零件軸端面鉆一M16工藝孔,專門設(shè)計(jì)了豎直吊裝工裝如圖4所示,進(jìn)行工藝試驗(yàn),熱處理后零件表面硬度58~63HRC,心部硬度35~40HRC,變形量在2mm以內(nèi),因零件心部硬度較低,韌性較好,采用油壓機(jī)冷校直,很容易達(dá)到技術(shù)要求。裝機(jī)驗(yàn)證半年,質(zhì)量穩(wěn)定,完成質(zhì)量攻關(guān),現(xiàn)已批量生產(chǎn)。

3.結(jié)語
通過本次工藝改進(jìn),解決了輸入軸斷裂問題和細(xì)長軸的校直問題,穩(wěn)定了產(chǎn)品質(zhì)量,細(xì)長軸采用吊裝方式可以明顯減少軸變形,同時(shí)也進(jìn)一步明確,在關(guān)鍵零件校直時(shí),一定要慎用熱點(diǎn)校直。
通過本次工藝改進(jìn),解決了輸入軸斷裂問題和細(xì)長軸的校直問題,穩(wěn)定了產(chǎn)品質(zhì)量,細(xì)長軸采用吊裝方式可以明顯減少軸變形,同時(shí)也進(jìn)一步明確,在關(guān)鍵零件校直時(shí),一定要慎用熱點(diǎn)校直。
