薄壁齒套的心部硬度控制

朱文洋，郭星

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薄壁齒套的心部硬度控制

朱文洋，郭星

（贛州群星機械有限公司，江西 贛州 341000）

薄壁齒套是汽車變速器的關鍵零部件，它起變換檔位和傳遞扭矩的作用。齒套的心部硬度是保證其有足夠的強韌性能來承受傳動扭矩，在換檔過程中承受沖擊。目前大部分客戶圖紙沒有心部硬度的硬性要求，僅注重心部組織等級，少數圖紙有心部硬度要求30-48HRC。現在有一新客戶要求齒套心部硬度32-43HRC，這對最小壁厚2mm的齒套來說難度太大，很容易超過上差要求。文章針對薄壁齒套的心部硬度控制問題進行研究，使齒套的心部硬度控制在符合客戶要求的范圍內。

薄壁齒套；工藝

1 齒套技術要求及淬火工藝

1.1 技術要求

齒套進行滲碳淬火回火處理，所用材料為20CrMoH，齒套示意圖如圖1。回火后心部硬度：32-43HRC，心部鐵素體：1-2級。

1.2 淬火回火工藝

1）加熱設備：淬火加熱采用感應加熱設備，回火采用低溫箱式電阻爐。

2）淬火設備：采用模壓淬火機床。

3）工藝過程：滲好碳的齒套經過感應加熱到淬火溫度（加熱能量值控制）后轉移到模壓淬火機床完成淬火，然后190℃回火2小時后出爐空冷。

4）主要工藝參數：淬火加熱能量值為720KWS；淬火冷卻介質為10%的水基淬火液，回火為190℃×2h。

圖1

2 結果分析

2.1 按當前工藝加工后

隨機抽取3件齒套進行檢測，檢測結果見表1。心部硬度不符合客戶要求的32-43HRC；心部鐵素體符合客戶要求的1-2級。

表1

2.2 心部硬度超上差原因分析

1）淬火加熱能量值過高，導致淬火溫度過高。

2）淬火液濃度過低，導致冷卻速度過快。

3）原材料淬透性過高。

3 工藝改進及驗證

3.1 淬火加熱能量值與心部硬度和心部鐵素體的關系，試驗結果見表2

表2

從表2可以看出，心部硬度和心部鐵素體是相矛盾的兩個項目。心部硬度高，心部鐵素體就少，反之心部硬度低，心部鐵素體就多。在現有原材料條件件下，通過調整淬火能量值來使心部硬度和心部鐵素體都符合客戶要求是基本不可行的。

3.2 淬火液濃度與心部硬度和心部鐵素體的關系

在淬火加熱能量值740KWS條件下調整不同淬火液濃度試驗，試驗結果見表3。

表3

從表3可以看出，隨著淬火液濃度的提高，冷卻速度下降，心部硬度有所下降，但心部鐵素體量會增加。在淬火加熱充分奧氏體化條件下，通過調整淬火液濃度來使心部硬度和心部鐵素體都符合客戶要求是基本不可行的。

3.3 原材料淬透性與心部硬度和心部鐵素體的關系

在淬火加熱能量值740KWS、淬火液濃度10%的條件下對比試驗，檢驗結果見表4。

表4

從表4可以看出，降低20CrMoH材料的淬透性J5值，在現有工藝條件下，心部硬度和心部鐵素體都能符合客戶要求。

4 結束語

1）在現有的20CrMoH材料條件下，通過調整淬火加熱能量值、淬火液濃度等工藝參數，效果不顯著，無法滿足心部硬度和心部鐵素體同時符合客戶要求。

2）通過降低20CrMoH材料的淬透性，特別是降低J5值，在現有工藝條件下能夠滿足心部硬度和心部鐵素體同時符合客戶要求。所以通過控制原材料的淬透性帶寬是控制齒套心部硬度最有效的手段。

Control of heart hardness of thin-walled gear sleeve

Zhu Wenyang, Guo Xing

( Zhangzhou Qunxing Machinery Co., Ltd., Jiangxi Ganzhou 341000 )

Thin-walled gear sleeve is the key component of automobile transmission. It acts as a shift gear and transmission torque. The hardness of the heart of the gear sleeve is to ensure that it has enough toughness to withstand the torque of the transmission and withstand the impact during the shift process. At present, most customer drawings do not have hard requirements for heart hardness. They only pay attention to the heart organization level. A few drawings have heart hardness requirements of 30-48HRC. There is now a new customer who requires the hardness of the socket heart 32-43HRC, which is too difficult for the minimum wall thickness of 2mm, and it is easy to exceed the top difference requirement. This paper studies the hardness control of the heart of the thin-walled gear sleeve, so that the hardness control of the heart of the gear sleeve is within the scope of customer requirements.

thin wall gear sleeve; technology

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1671-7988(2018)20-171-02

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朱文洋，就職于贛州群星機械有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.20.062