同步齿座的热处理方法与流程

本发明涉及热处理技术领域，特别涉及一种同步齿座的热处理方法。

背景技术：

同步齿座外齿与对方齿轮的内齿在换档过程中既产生滑动又要承受较大冲击载荷，它作为决定同步器换档是否轻便的重要零件之一，其性能的好坏直接影响同步器的寿命及换档灵活性。

由图1可知，同步齿座内周面上和外周面上均有齿，并在圆周方向加工有两组三等分槽用于同步推块组件和同步滑套定位，其窄槽深度较大且在槽底加工有孔，可看出同步齿座的结构较为复杂，且周向成六扇形齿块状，其外齿为9级精度，公法线公差在0.05mm。

根据同步齿座结构特点，目前同步齿座的工艺加工流程为：锻造———各种机加工———热处理(渗碳淬火)——磨端面。长期以来，按此工艺加工发现：同步齿座在热处理后由于变形从而导致外齿公法线变动量严重超差。无法进行直接装配，大量的同步齿座在装配前须经人工修磨外齿后才能与对方件同步滑套进行装配。严重影响该零件的生产效率及制造成本。

经研究发现，同步齿座在热处理时造成的法线变动量严重超差，是由材料在热处理过程中应力的释放引起。这与同步齿座的材质、结构、热处理方法相关，因同步齿座所特有的结构(圆周方向的两组三等分槽)而形成周向成六扇形齿块状，导致零件在淬火过中各槽的位置产生较大的应力而各自自由变形，从而引起外齿公法线严重超差(如表1)。

从同步齿座的功能及精度分析：1.同步齿座的外齿为9级精度；2.外齿为接合齿而非运转齿；通常该类精度等级结合齿应是无需修磨加工的，但从上表反应的情况来看，由于热处理引起的变形，导致了法线变动量严重超差，这从精益生产的角度出发属多余工序，是一种浪费。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种提高精度的同步齿座的热处理方法。

实现上述目的的技术方案如下：

同步齿座的热处理方法，包括以下步骤：

步骤1，将同步齿座与同步滑套装配后放入到渗碳炉中，将渗碳炉内的温度升至850至870℃，碳势设置为0.93％至0.97％，渗碳时间为2.8至3.3小时，使碳原子渗入到同步齿座与同步滑套的表层奥氏体中；

步骤2，步骤1的渗碳时间结束后，将渗碳炉内的温度保持在850至870℃，碳势调整为0.74％至0.76％，使同步齿座与同步滑套上表层的碳原子向各自的内部进行扩散，扩散时间为1.4至1.6小时；

步骤3，步骤2的扩散时间结束后，将渗碳炉的温度降至790至810℃，并保温0.9至1.2小时；

步骤4，步骤3的保温时间结束后，将同步齿座与同步滑套装配放入温度为95至110℃的油中进行淬火，淬火过程中采用搅拌器对油进行搅拌。

现有的热处理方法是对同步齿座单独热处理，公法线存在跨槽测量涨大，不跨槽测量则不变甚至缩小的情况，因此公法线总变动量大，超上限超下限情况均存在。本发明是将同步齿座与同步滑套装配后，将同步齿座与同步滑套一同进行热处理，结合到相应的工艺参数，相对现有的热处理方法，具有以下特点：

1、在热处理设备相同、渗碳淬火工艺参数恒定情况下，同步齿座的外齿公法线热后变动量小于同步齿座单独热处理时公法线变动量。实现了同步齿座热处理后无需修磨即可与同步滑套进行装配。

2、同步齿座与滑套合装渗碳淬火，增加了渗碳炉的热处理能力，极大地提高了生产效率，降低成本。

3、本发明的方法经现场实施以来在质量，效率及成本方面效果明显。

附图说明

图1为同步齿座的示意图；

图2为同步滑套的示意图；

图3为同步齿座与同步滑套的装配图；

具体实施方式

实施例1

如图1至图3所示，同步齿座的热处理方法，包括以下步骤：

步骤1，将同步齿座1与同步滑套2装配后放入到渗碳炉中，将渗碳炉内的温度升至850℃，碳势设置为0.93％，渗碳时间为3.3小时，使碳原子渗入到同步齿座与同步滑套的表层奥氏体中；

步骤2，步骤1的渗碳时间结束后，将渗碳炉内的温度保持在850℃，碳势调整为0.76％，使同步齿座与同步滑套上表层的碳原子向各自的内部进行扩散，扩散时间为1.6小时；

步骤3，步骤2的扩散时间结束后，将渗碳炉的温度降至810℃，并保温1.2小时；

步骤4，步骤3的保温时间结束后，将同步齿座与同步滑套装配放入温度为110℃的油中进行淬火，淬火过程中采用搅拌器对油进行搅拌，搅拌器的搅拌速度为580r/min。

实施例2

将同步齿座1与同步滑套2装配后放入到渗碳炉中，将渗碳炉内的温度升至855℃，碳势设置为0.94％，渗碳时间为3.2小时，使碳原子渗入到同步齿座与同步滑套的表层奥氏体中；

步骤2，步骤1的渗碳时间结束后，将渗碳炉内的温度保持在855℃，碳势调整为0.745％，使同步齿座与同步滑套上表层的碳原子向各自的内部进行扩散，扩散时间为1.4至1.6小时；

步骤3，步骤2的扩散时间结束后，将渗碳炉的温度降至805℃，并保温1.1小时；

步骤4，步骤3的保温时间结束后，将同步齿座与同步滑套装配放入温度为105℃的油中进行淬火，淬火过程中采用搅拌器对油进行搅拌，搅拌器的搅拌速度为590r/min。

实施例3

将同步齿座1与同步滑套2装配后放入到渗碳炉中，将渗碳炉内的温度升至860℃，碳势设置为0.95％，渗碳时间为3小时，使碳原子渗入到同步齿座与同步滑套的表层奥氏体中；

步骤2，步骤1的渗碳时间结束后，将渗碳炉内的温度保持在860℃，碳势调整为0.75％，使同步齿座与同步滑套上表层的碳原子向各自的内部进行扩散，扩散时间为1.5小时；

步骤3，步骤2的扩散时间结束后，将渗碳炉的温度降至800℃，并保温1小时；

步骤4，步骤3的保温时间结束后，将同步齿座与同步滑套装配放入温度为100℃的油中进行淬火，淬火过程中采用搅拌器对油进行搅拌，搅拌器的搅拌速度为600r/min。

实施例4

将同步齿座与同步滑套装配后放入到渗碳炉中，将渗碳炉内的温度升至860℃，碳势设置为0.95％，渗碳时间为3小时，使碳原子渗入到同步齿座与同步滑套的表层奥氏体中；

步骤2，步骤1的渗碳时间结束后，将渗碳炉内的温度保持在860℃，碳势调整为0.75％，使同步齿座与同步滑套上表层的碳原子向各自的内部进行扩散，扩散时间为1.5小时；

步骤3，步骤2的扩散时间结束后，将渗碳炉的温度降至800℃，并保温1小时；

步骤4，步骤3的保温时间结束后，将同步齿座与同步滑套装配放入温度为100℃的油中进行淬火，淬火过程中采用搅拌器对油进行搅拌，搅拌器的搅拌速度为600r/min。

实施例5

将同步齿座1与同步滑套2装配后放入到渗碳炉中，将渗碳炉内的温度升至865℃，碳势设置为0.96％，渗碳时间为2.9小时，使碳原子渗入到同步齿座与同步滑套的表层奥氏体中；

步骤2，步骤1的渗碳时间结束后，将渗碳炉内的温度保持在865℃，碳势调整为0.755％，使同步齿座与同步滑套上表层的碳原子向各自的内部进行扩散，扩散时间为1.5小时；

步骤3，步骤2的扩散时间结束后，将渗碳炉的温度降至795℃，并保温1小时；

步骤4，步骤3的保温时间结束后，将同步齿座与同步滑套装配放入温度为98℃的油中进行淬火，淬火过程中采用搅拌器对油进行搅拌，搅拌器的搅拌速度为605r/min。

实施例6

将同步齿座1与同步滑套2装配后放入到渗碳炉中，将渗碳炉内的温度升至870℃，碳势设置为0.97％，渗碳时间为2.8小时，使碳原子渗入到同步齿座与同步滑套的表层奥氏体中；

步骤2，步骤1的渗碳时间结束后，将渗碳炉内的温度保持在870℃，碳势调整为0.76％，使同步齿座与同步滑套上表层的碳原子向各自的内部进行扩散，扩散时间为1.6小时；

步骤3，步骤2的扩散时间结束后，将渗碳炉的温度降至790℃，并保温1小时；

步骤4，步骤3的保温时间结束后，将同步齿座与同步滑套装配放入温度为95℃的油中进行淬火，淬火过程中采用搅拌器对油进行搅拌，搅拌器的搅拌速度为610r/min。

采用实施例3的工艺参数对同步齿座与同步滑套装配体进行热处理，下表为合装热处理前、后同步齿座的实测数据及金相检测(与序号对应行为跨槽测量，序号下一组为非跨槽测量)

以上统计数据表明：该零件热处理后的公法线变动由合装试验前的最大0.13mm提高到合装热处理后的最大0.05mm。且金相检测合格。经跟踪总装装配，基本能实现无须修磨满足装配。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明的设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。