等温正火对零件渗碳淬火后变形的影响

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锻造毛坯的预先热处理，不仅对切削加工性能有极大的影响，而且对最终热处理变形也有重大影响。为了提高齿坯的可切削性，消除锻造应力，使组织均匀化，目前国内对渗碳钢齿坯普遍采用正火处理。正火是将钢材或钢件加热到临界点Ac3或Ac m以上的适当温度，保持一定时间后在空气中冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。正火是一种传统的老工艺，因其设备、工艺要求简单，能耗少，一直被广泛采用，但并非完美无缺。

　　随着汽车工业的发展及对产品质量要求的提高，特别是引进车型用钢材料的多样化，普通的正火处理已达不到齿坯预先热处理的目的。鉴于普通正火处理是将钢件加热到高温奥氏体化后在空气中(有时吹风)冷却到室温，属于毛坯热处理，加之以往对正火钢件要求的硬度范围较宽(156～207HBS)，一般不检查显微组织，加之又多在锻造工厂(车间)进行，故通常容易被人们所忽视。对于锻件正火后究竟需要获得什么样的显微组织形态和硬度指标，既缺乏深入理论研究，又缺少生产性实践探讨。实际上我国目前普遍存在这类零件切削后表面粗糙、切削刀具使用寿命低、渗碳淬火前后变形波动较大等问题，这些与正火显微组织不良、硬度不佳有密切的关系。
对选用22CrMo钢制造的汽车后桥减速器从动锥齿轮分别进行普通正火与等温正火处理，经机械加工及渗碳淬火后，比较零件变形情况。在对比变形试验中，保证每种零件的机加工艺及热处理渗碳淬火工艺相同，从而对比普通正火与等温正火对零件变形的影响。后桥减速器从动锥齿轮变形要求为:平面度≤0.10mm，椭圆度≤0.08mm。
　　以后桥减速器从动锥齿轮为例进行变形分析，在预处理为普通正火的成品零件中随机抽样100件，椭圆度、平面度超差的不合格零件，共29件，其变形符合要求的合格品率为71%。无论是内孔变形还是平面变形，其变形数据集中在上限比例偏高，占60. 7%，变形数据在下限比例仅占10%～15 %，而且样本极差偏大，样本均值偏技术要求上限。由此可见，预处理为普通正火的零件，渗碳淬火后其变形统计数据的分布不是一个合理的分布，数据离散程度较大。在预处理为等温正火的成品零件中随机抽样100件，椭圆度、平面度不合格零件共2件，其变形符合要求的合格品率为98%。内孔、平面变形数据比较集中，变形数据的85 %～90 %落在中下限，而且样品极差和均值也比较小。由此可见，预处理为等温正火的零件，渗碳淬火后其变形统计数据的分布比较合理，概率密度曲线近似正态分布。

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