薄壁齿套的心部硬度控制

朱文洋，郭星



薄壁齿套的心部硬度控制

朱文洋，郭星

（赣州群星机械有限公司，江西 赣州 341000）

薄壁齿套是汽车变速器的关键零部件，它起变换档位和传递扭矩的作用。齿套的心部硬度是保证其有足够的强韧性能来承受传动扭矩，在换档过程中承受冲击。目前大部分客户图纸没有心部硬度的硬性要求，仅注重心部组织等级，少数图纸有心部硬度要求30-48HRC。现在有一新客户要求齿套心部硬度32-43HRC，这对最小壁厚2mm的齿套来说难度太大，很容易超过上差要求。文章针对薄壁齿套的心部硬度控制问题进行研究，使齿套的心部硬度控制在符合客户要求的范围内。

薄壁齿套；工艺

1 齿套技术要求及淬火工艺

1.1 技术要求

齿套进行渗碳淬火回火处理，所用材料为20CrMoH，齿套示意图如图1。回火后心部硬度：32-43HRC，心部铁素体：1-2级。

1.2 淬火回火工艺

1）加热设备：淬火加热采用感应加热设备，回火采用低温箱式电阻炉。

2）淬火设备：采用模压淬火机床。

3）工艺过程：渗好碳的齿套经过感应加热到淬火温度（加热能量值控制）后转移到模压淬火机床完成淬火，然后190℃回火2小时后出炉空冷。

4）主要工艺参数：淬火加热能量值为720KWS；淬火冷却介质为10%的水基淬火液，回火为190℃×2h。

图1

2 结果分析

2.1 按当前工艺加工后

随机抽取3件齿套进行检测，检测结果见表1。心部硬度不符合客户要求的32-43HRC；心部铁素体符合客户要求的1-2级。

表1

2.2 心部硬度超上差原因分析

1）淬火加热能量值过高，导致淬火温度过高。

2）淬火液浓度过低，导致冷却速度过快。

3）原材料淬透性过高。

3 工艺改进及验证

3.1 淬火加热能量值与心部硬度和心部铁素体的关系，试验结果见表2

表2

从表2可以看出，心部硬度和心部铁素体是相矛盾的两个项目。心部硬度高，心部铁素体就少，反之心部硬度低，心部铁素体就多。在现有原材料条件件下，通过调整淬火能量值来使心部硬度和心部铁素体都符合客户要求是基本不可行的。

3.2 淬火液浓度与心部硬度和心部铁素体的关系

在淬火加热能量值740KWS条件下调整不同淬火液浓度试验，试验结果见表3。

表3

从表3可以看出，随着淬火液浓度的提高，冷却速度下降，心部硬度有所下降，但心部铁素体量会增加。在淬火加热充分奥氏体化条件下，通过调整淬火液浓度来使心部硬度和心部铁素体都符合客户要求是基本不可行的。

3.3 原材料淬透性与心部硬度和心部铁素体的关系

在淬火加热能量值740KWS、淬火液浓度10%的条件下对比试验，检验结果见表4。

表4

从表4可以看出，降低20CrMoH材料的淬透性J5值，在现有工艺条件下，心部硬度和心部铁素体都能符合客户要求。

4 结束语

1）在现有的20CrMoH材料条件下，通过调整淬火加热能量值、淬火液浓度等工艺参数，效果不显著，无法满足心部硬度和心部铁素体同时符合客户要求。

2）通过降低20CrMoH材料的淬透性，特别是降低J5值，在现有工艺条件下能够满足心部硬度和心部铁素体同时符合客户要求。所以通过控制原材料的淬透性带宽是控制齿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

B

1671-7988(2018)20-171-02

U466

B

1671-7988(2018)20-171-02

U466

朱文洋，就职于赣州群星机械有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.20.062