用于锥齿轮渗碳淬火的嵌入式料架的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于锥齿轮渗碳淬火的嵌入式料架，它由柱桩、通孔、肋板和边框组成蜂窝状的矩形料架。所述柱桩立于料架之上，分设在四角和中部的柱桩等高，柱桩净高度比工件竖置高度高。所述通孔为多边形孔，均布在料架上的通孔纵横之间由肋板相联，每只通孔上边沿平面均布3只等高的凸点支承工件。本发明将工件A段嵌入通孔中，并通过凸点保持两者结合面有间隙，该间隙既保证渗碳和淬火介质流通到此处。另一方面小间隙可减缓淬火液在此处的流速，起到蓄热作用和避免此处金属在高温时产生蠕变，同时也降低淬火冷却速度，从而减小工件A段内花键孔热变形。本发明用于生产，质量稳定，工效高，特别适合大批量生产。
【专利说明】用于锥齿轮渗碳淬火的嵌入式料架
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种金属热处理器具，具体地讲，本发明涉及一种用于锥齿轮渗碳淬火的嵌入式料架。
【背景技术】
[0002]汽车差速器中的主传动件是锥齿轮。该锥齿轮内置花键孔，锥齿设在大端朝外的一面，小端是定位安装端。此种台阶结构的锥齿轮两端外直径差较大，在内孔尺寸相同情况下，定位安装端的壁厚相对较薄，在同一渗碳淬火条件下，该处虽然更易实现淬火，但伴生的热变形量也相应加大，必然影响内置花键孔的变形。汽车差速锥齿轮在渗碳淬火时除发生高温蠕变，还有淬火时引起的热胀冷缩形变及相变不均引起的组织变形，特别是现有技术采用网框集装加热，此种无序置放的工件在加热过程更易发生高温蠕变，再加上厚薄悬殊大冷却不同步引起的组织变形。本行业中轿车差速器中的锥齿轮内花键M值允许误差仅
0.05mm，现有技术在上述正常热变形和不规则的形状变形影响下，产品很难达到预期质量，造成产品合格率低，生产效率差的局面长期得不到解决。
【发明内容】
[0003]本发明主要针对现有技术易造成内花键孔变形的问题，提出一种专门用于锥齿轮渗碳淬火的嵌入式料架，该料架结构简单，工件有序平置，能够做到均匀渗碳、均匀加热淬火，减少内花键孔变形。
[0004]本发明通过下述技术方案实现技术目标。
[0005]用于锥齿轮渗碳淬火的嵌入式料架，它由柱桩、通孔、肋板和边框组成蜂窝状的矩形。所述边框和肋板均为板件，位于四边的边框分别设有内凹半圆槽。其改进之处在于:所述柱桩呈宝塔形立于上，分设在四角和中部的柱桩等高，柱桩净高度比工件竖置高度高。所述通孔为多边形孔，均布在料架上的通孔纵横之间由肋板相联成一体，每只通孔上边沿平面均布等高凸点组成工件的支承面。
[0006]作为进一步改进方案，所述柱桩净高度比工件竖置安放高度高1mm?15mm。
[0007]作为进一步改进方案，所述通孔为正6?8边形孔，工件以最小直径段插入正6?8边形孔中，正6?8边形内切圆比工件最小直径段大2mm?3mm。
[0008]作为进一步改进方案，通孔上边沿平面均布3只凸点为圆弧形，凸点高1.5mm?
2.0mm0
[0009]作为进一步改进方案，料架为耐热钢铸件。
[0010]本发明与现有技术相比，具有以下积极效果:
1、蜂窝状矩形料架，工件定位结构简单，定位可靠，通透性符合渗碳淬火工艺要求；
2、成组的工件有序平置在料架上，相邻工件之间互不相靠，在同一环境下完成渗碳淬火，有利于做到均质化；
3、矩形料架上均布柱桩，便于多层叠放，有利于提高生产效率； 4、工件A段为最小直径段，此处壁厚最薄，工件A段处在料架的通孔中，可避免该薄壁在渗碳加热时承重，减少内花键孔热变形的外在条件影响；
5、料架上的通孔上边沿平面设有3只半圆凸点，由于半圆形凸点相隔，确保工件与料架支承面之间流通渗碳气氛，小间隙及多边形柱孔可减缓淬火液在此处的流动速度，起到蓄热作用，避免工件A处薄壁较快冷却，直接减小工件最小直径段内花键孔冷却时的变形。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明的平面结构示意图。
[0012]图2是图1B-B剖面示意图。
[0013]图3是叠放10层的实施例结构示意图。
[0014]图4是实施例用于渗碳淬火的工件(锥齿轮)结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面根据附图并结合实施例，对本发明作进一步说明。
[0016]图1所示是一种用于锥齿轮渗碳淬火的嵌入式料架，它由柱桩1、通孔2、肋板3和边框4组成蜂窝状的矩形料架。所述边框4和肋板3均为板件，位于四边的边框4分别设有内凹半圆槽4.1，外置的内凹半圆槽4.1起到加强作用，另一方面也便于上下层料架相叠时找正。为了做到等间距相隔，料架朝上一面的四角和中部均布等高的宝塔形柱桩1，柱桩I净高度比工件竖置安放高度高一点，留有一定的空间便于渗碳和淬火介质的流通。本实施例用于轿车差速器中的锥齿轮渗碳淬火，其中的工件竖置安放高度为34_，柱桩I净高度为48mm，两者高度差14mm。所述通孔2为正六边形孔，工件以图4所示的A段插入正六边形孔中，正六边形内切圆比工件的A段外径大2mm。工件A段为最小直径段，此处壁厚最薄，工件A段插在料架的通孔2中，避免该处薄壁在渗碳加热时承重，可减少内花键孔高温蠕变。进入渗碳淬火阶段也可减小因冷却不均匀导致A处变形。本实施例横向等间距设5只通孔2，纵向等间距设6只通孔2，均布在料架上的通孔2纵横之间由肋板3相联成一体。当工件以A段插入通孔2时，为避免工件支承面与通孔2上端面相接触而影响齿轮渗碳和淬火，故在每只通孔2上边沿平面均布3只凸点2.1，因3个点自然形成一个面，有利于工件平稳支承。本实施例中的凸点2.1为圆弧形，其高度为1.5mm,由于圆弧形凸点相隔，确保工件与料架支承面之间流通渗碳气氛或淬火介质。由于小间隙可减缓淬火液在此处的流动速度，起到蓄热作用，降低淬火冷却速度，可直接减小工件最小直径段内花键孔热变形，本实施例中工件A段的内花键孔，在渗碳淬火之后的热变形M值仅在0.02?0.03mm之间，远小于M值设计公差0.05mm。
[0017]本实施例如图1所示一层可安放30只工件，其总量达30kg，故对料架有一定的强度和刚性要求。图1所示料架采用铸造成形，所用材质为耐热钢，形似蜂窝状的矩形料架可做到有序安放工件，相邻工件之间互不相靠，每一个工件都在同一环境下完成渗碳淬火，有利于做到均质化。本发明可单独使用，也可以根据加热炉的炉膛尺寸多块相叠使用，图3是10层相叠的结构示意图。多层相叠做到集成作业，可显著提高生产效率。
【权利要求】
1.一种用于锥齿轮渗碳淬火的嵌入式料架，它由柱桩(I)、通孔(2)、肋板(3)和边框(4)组成蜂窝状的矩形料架；所述边框(4)和肋板(3)均为板件，位于四边的边框(4)分别设有内凹半圆槽(4.1);其特征在于:所述柱桩(I)呈宝塔形立于料架上，分设在四角和中部的柱桩(I)等高，柱桩(I)净高度比工件竖置高度高；所述通孔(2 )为多边形孔，均布在料架上的通孔(2)纵横之间由肋板(3)相联成一体，每只通孔(2)上边沿平面均布等高凸点(2.1)组成工件的支承面。
2.根据权利要求1所述的用于锥齿轮渗碳淬火的嵌入式料架，其特征在于:所述柱桩(1)净高度比工件竖置安放高度高1mm?15mm。
3.根据权利要求1所述的用于锥齿轮渗碳淬火的嵌入式料架，其特征在于:所述通孔(2)为正6?8边形孔，工件以(A)段插入正6?8边形孔中，正6?8边形内切圆比工件的(A)段外径大2mm?3mm。
4.根据权利要求1所述的用于锥齿轮渗碳淬火的嵌入式料架，其特征在于:所述通孔(2)上边沿平面均布3只凸点(2.1)为半圆形，凸点(2.1)高1.5_?2.0_。
5.根据权利要求1所述的锥齿轮渗碳淬火的嵌入式料架，其特征在于:料架为耐热钢铸件。
【文档编号】C23C8/20GK104278278SQ201410551851
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年10月17日 优先权日:2014年10月17日
【发明者】沐桂萍, 张立平, 包文慧, 何洋 申请人:江苏太平洋精锻科技股份有限公司, 江苏太平洋齿轮传动有限公司