阅读说明：本技术 一种半轴齿轮内花键渗碳淬火方法及渗碳淬火设备 (carburizing and quenching method and carburizing and quenching equipment for internal spline of half axle gear ) 是由 洪新阳 黄刚敏 周学平 张信伟 郑敏敏 于 2019-10-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种半轴齿轮内花键渗碳淬火方法及渗碳淬火设备,其方法包括在半轴齿轮上套接补偿套,并放入内部低压的淬火炉内,接着将内花键加热至900℃,并在内花键位置处通入丙烷,持续240min；然后将内花键的温度降至840℃,并持续通入丙烷45min；停止加热和丙烷的通入,并改为通入高压高纯度氮气,持续20min,最后从淬火炉内取出半轴齿轮冷却至室温；其设备包括淬火炉,淬火炉内设置有中空的放置柱,淬火炉的底部连接有抽气管；放置柱侧面的切线方向上通过进气管连接有第一支管和第二支管；所述淬火炉的顶端连接有伸缩缸,伸缩缸的底端通过电机固定有电阻式加热线圈。本发明不仅能够提高内花键位置处的渗碳效果,还具有内花键变形较小的优点。(The invention discloses a carburizing and quenching method and a carburizing and quenching device for an internal spline of a half axle gear, wherein the method comprises the steps of sleeving a compensation sleeve on the half axle gear, putting the half axle gear into a quenching furnace with low internal pressure, heating the internal spline to 900 ℃, and introducing propane into the position of the internal spline for 240 min; then, reducing the temperature of the inner spline to 840 ℃, and continuously introducing propane for 45 min; stopping heating and introducing propane, introducing high-pressure high-purity nitrogen instead, continuing for 20min, and finally taking out the half-shaft gear from the quenching furnace and cooling to room temperature; the equipment comprises a quenching furnace, wherein a hollow placing column is arranged in the quenching furnace, and the bottom of the quenching furnace is connected with an exhaust pipe; a first branch pipe and a second branch pipe are connected in the tangential direction of the side surface of the placing column through an air inlet pipe; the top end of the quenching furnace is connected with a telescopic cylinder, and the bottom end of the telescopic cylinder is fixed with a resistance heating coil through a motor. The invention not only can improve the carburizing effect at the position of the internal spline, but also has the advantage of small deformation of the internal spline.)

一种半轴齿轮内花键渗碳淬火方法及渗碳淬火设备

技术领域

本发明涉及一种齿轮内花键渗碳淬火方法及其淬火设备，特别是一种半轴齿轮内花键渗碳淬火方法及其淬火设备。

背景技术

目前，市场上常见的齿轮淬火，都是将齿轮放入内部高温的淬火炉中，并向淬火炉中通入甲烷、丙烷等气体，使得齿轮表面进行渗碳，接着将渗碳完成的齿轮直接浸入淬火油中进行降温淬火，从而使得齿轮表面具有较好的耐磨性和硬度，而齿轮内部依旧保持有韧性；但对于有内花键的半轴齿轮采用此类装置进行淬火，直接向淬火炉内充入甲烷等气体，气体不易到达内花键位置处，使得内花键位置处的渗碳效果较差；且淬火炉中加热位置处的一端部温度较高，内部温度分布不均匀，使得内花键的整体加热效果不均匀，淬火后内花键会发生较大的变形；同时，半轴齿轮两端部的厚度不均匀，淬火时内花键两端部的变形程度不同，内花键容易发生较大的扭曲。因此，现有的半轴齿轮渗碳淬火方法和设备存在着内花键位置处的渗碳效果较差和内花键变形较大的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种半轴齿轮内花键渗碳淬火方法及渗碳淬火设备。本发明不仅能够提高内花键位置处的渗碳效果，还具有内花键变形较小的优点。

本发明的技术方案：一种半轴齿轮内花键渗碳淬火方法，包括以下步骤：

a、在半轴齿轮上的半轴部位套接补偿套，得A品；此时，半轴齿轮两端的厚度相同；

b、将A品竖直放入淬火炉内中空的放置柱顶端，并将淬火炉进行抽气，直至淬火炉内的压强为150～2000pa；

c、将电阻式加热线圈设置在半轴齿轮中部的内花键位置处，然后对电阻式加热线圈进行通电，将半轴齿轮上的内花键加热至880～950℃；

d、接着通过中空的放置柱从下往上通入流量为0.08～0.15m³/h的丙烷，持续220～280min，得D品；

e、然后将D品中半轴齿轮内花键上的温度降至820～840℃，并持续通入流量为0.08～0.15m³/h的丙烷40～50min，得E品；

f、移走电阻式加热线圈，停止丙烷通入，并通过中空的放置柱从下往上向E品中半轴齿轮内花键位置处通入压强为1～1.5Mpa的氮气，持续15～20min，得F品；

g、从淬火炉内取出F品冷却至室温，接着取下半轴齿轮上的补偿套，得成品。

前述的一种半轴齿轮内花键渗碳淬火方法中，所述丙烷沿着放置柱呈螺旋状从下往上输入。

前述的一种半轴齿轮内花键渗碳淬火方法中，所述氮气沿着放置柱呈螺旋状从下往上输入。

按照前述的一种半轴齿轮内花键渗碳淬火方法用的渗碳淬火设备，包括淬火炉，淬火炉上设置有压力表和温度表；淬火炉内设置有中空的放置柱，淬火炉的底部连接有抽气管；放置柱侧面的切线方向上连接有进气管，进气管上连接有第一支管和第二支管；放置柱的顶部设置有水平环形的放置架，淬火炉侧面上对应放置架的位置处设有炉门；所述淬火炉的顶端连接有竖直设置的伸缩缸，伸缩缸的底端固定有电机，电机的底端固定有电阻式加热线圈。

前述的渗碳淬火设备中，所述抽气管上连接有抽气泵，抽气管上设置有止回阀。

前述的渗碳淬火设备中，所述第一支管和第二支管上均连接有开关阀。

前述的渗碳淬火设备中，所述炉门上设置有密封条。

与现有技术相比，本发明改进了现有的半轴齿轮内花键渗碳淬火方法，通过先将半轴齿轮上的半轴部位套接补偿套，从而十二点半轴齿轮的两端厚度相同，从而使得后期淬火时，半轴齿轮两端的变形程度尽可能一致，从而防止内花键两端扭曲；并将淬火炉抽气至低压真空状态进行渗碳，作为渗碳气体的丙烷沿着放置柱从下往上均匀经过内花键位置处，且电阻式加热线圈(高度大于等于内花键的长度)对内花键进行均匀加热，使得渗碳的匀度较高；渗碳经过880～950℃的强渗和扩散期，再经过820～840℃的保温期，使得内花键位置处的渗碳效果较好；最后沿着放置柱从下往上通入高压的高纯度氮气，使得氮气持续快速经过内花键位置处将内花键淬火，使得内花键淬火降温较均匀变形较小。此外，本发明中的丙烷和氮气均是呈楼选装从下往上输入，进一步使得丙烷和氮气能均匀地经过内花键位置处，使得内花键的渗碳淬火较均匀，变形较小；且本发明改进了原有的渗碳淬火设备，通过在淬火炉内设置有中空的放置柱，放置柱的顶端设置有环形的放置架(半轴齿轮套上补偿套后能平稳地放置在放置架内，将半轴齿轮通过淬火炉上的炉门放在放置架内再关闭炉门，然后通过抽气管对淬火炉进行抽气，从而使得淬火炉内部形成低压状态；淬火炉顶端的伸缩缸向下伸动使得电机底端的电阻式加热线圈位于半轴齿轮内花键的内部，电阻式加热线圈通电加热后通过热辐射对内花键进行加热，同时启动电机带动电阻式加热线圈转动，防止电阻式加热线圈内部电阻不均匀从而导致内花键加热不均匀的问题，保证了内花键加热较均匀；同时，第一支管通过进气管向放置柱的切线方向通入丙烷等渗碳气体，使得渗碳气体螺旋状上升，上升一端高度后渗碳气体均匀上升至内花键位置处(抽气管持续抽气，保持淬火炉内的低压状态)，从而保证了内花键位置处渗碳气体的量和匀度，提高内花键的渗碳效果；渗碳完成后，关闭第一支管，将电阻式加热线圈断电并收缩伸缩杆，然后第二支管通过进气管沿着淬火炉的切线方向通入高压高纯度氮气等淬火气体，淬火气体对半轴齿轮的内花键进行均匀地降温淬火(停止抽气管抽气，使得淬火炉内的压力逐渐变大)，减小了内花键的淬火变形程度；且采用低压渗碳和高压气体淬火进一步减小了齿轮内花键的变形程度，保证了半轴齿轮的成品率。此外，本发明中的渗碳淬火设备上的抽气管上连接有抽气泵，有助于将淬火炉进行抽气形成低压状态，抽气管上设置有止回阀，止回阀能防止气体从抽气管重新进入淬火炉；第一支管和第二支管上均连接有开关阀，通过控制两个开关阀的开闭，从而调整齿轮内花键的渗碳和淬火的步骤；炉门上设置有密封条，保证炉门位置处的密闭，从而保证淬火炉内部的低压渗碳状态。因此，本发明不仅能够提高内花键位置处的渗碳效果，还具有内花键变形较小的优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

附图中的标记为：1-淬火炉，2-放置柱，3-抽气管，4-进气管，5-第一支管，6-放置架，7-炉门，8-伸缩缸，9-电机，10-电阻式加热线圈，11-抽气泵，12-止回阀，13-开关阀，14-密封条，15-第二支管，16-压力表，17-温度表。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例1。一种半轴齿轮内花键渗碳淬火方法，包括以下步骤：

a、在半轴齿轮上的半轴部位套接补偿套，得A品；此时，半轴齿轮两端的厚度相同；

b、将A品竖直放入淬火炉内中空的放置柱顶端，并将淬火炉进行抽气，直至淬火炉内的压强为150～2000pa；

c、将电阻式加热线圈设置在半轴齿轮中部的内花键位置处，然后对电阻式加热线圈进行通电，将半轴齿轮上的内花键加热至880～950℃；

d、接着通过中空的放置柱从下往上通入流量为0.08～0.15m³/h的丙烷，持续220～280min，得D品；

e、然后将D品中半轴齿轮内花键上的温度降至820～840℃，并持续通入流量为0.08～0.15m³/h的丙烷40～50min，得E品；

f、移走电阻式加热线圈，停止丙烷通入，并通过中空的放置柱从下往上向E品中半轴齿轮内花键位置处通入压强为1～1.5Mpa的氮气，持续15～20min，得F品；

g、从淬火炉内取出F品冷却至室温，接着取下半轴齿轮上的补偿套，得成品。

所述丙烷沿着放置柱呈螺旋状从下往上输入；所述氮气沿着放置柱呈螺旋状从下往上输入。

一种轴齿轮内花键的渗碳淬火设备，构成如图1所示，包括淬火炉1，淬火炉1上设置有压力表16和温度表17；淬火炉1内设置有中空的放置柱2，淬火炉1的底部连接有抽气管3；放置柱2侧面的切线方向上连接有进气管4，进气管4上连接有第一支管5和第二支管15；放置柱2的顶部设置有水平环形的放置架6，淬火炉1侧面上对应放置架6的位置处设有炉门7；所述淬火炉1的顶端连接有竖直设置的伸缩缸8，伸缩缸8的底端固定有电机9，电机9的底端固定有电阻式加热线圈10。

所述抽气管3上连接有抽气泵11，抽气管3上设置有止回阀12；所述第一支管5和第二支管15上均连接有开关阀13；所述炉门7上设置有密封条14。

实施例2。一种半轴齿轮内花键渗碳淬火方法，包括一种半轴齿轮内花键渗碳淬火方法，包括以下步骤：

a、在半轴齿轮上的半轴部位套接补偿套，得A品；此时，半轴齿轮两端的厚度相同；

b、将A品竖直放入淬火炉内中空的放置柱顶端，并将淬火炉进行抽气，直至淬火炉内的压强为1000pa；

c、将电阻式加热线圈设置在半轴齿轮中部的内花键位置处，然后对电阻式加热线圈进行通电，将半轴齿轮上的内花键加热至900℃；

d、接着通过中空的放置柱从下往上通入流量为0.1m³/h的丙烷，持续240min，得D品；

e、然后将D品中半轴齿轮内花键上的温度降至840℃，并持续通入流量为0.1m³/h的丙烷45min，得E品；

f、移走电阻式加热线圈，停止丙烷通入，并通过中空的放置柱从下往上向E品中半轴齿轮内花键位置处通入压强为1.2Mpa的氮气，持续20min，得F品；

g、从淬火炉内取出F品冷却至室温，接着取下半轴齿轮上的补偿套，得成品。

所述丙烷沿着放置柱呈螺旋状从下往上输入；所述氮气沿着放置柱呈螺旋状从下往上输入。

一种轴齿轮内花键的渗碳淬火设备，构成如图1所示，包括淬火炉1，淬火炉1上设置有压力表16和温度表17；淬火炉1内设置有中空的放置柱2，淬火炉1的底部连接有抽气管3；放置柱2侧面的切线方向上连接有进气管4，进气管4上连接有第一支管5和第二支管15；放置柱2的顶部设置有水平环形的放置架6，淬火炉1侧面上对应放置架6的位置处设有炉门7；所述淬火炉1的顶端连接有竖直设置的伸缩缸8，伸缩缸8的底端固定有电机9，电机9的底端固定有电阻式加热线圈10。

所述抽气管3上连接有抽气泵11，抽气管3上设置有止回阀12；所述第一支管5和第二支管15上均连接有开关阀13；所述炉门7上设置有密封条14。

上述实施例的工作原理：打开一侧铰接在淬火炉1侧面上的炉门7将半轴齿轮放在放置柱2顶端的放置架6上，再关上炉门7(合上炉门7再扣上另一侧的卡扣)，炉门7上的密封条14将炉门7和淬火炉1密封；接着启动抽气泵11通过与淬火炉1底部连通的抽气管3将淬火炉1内抽至低压状态(淬火炉上设有温度表17和压力表16，方便得知淬火炉内的温度和压力)，抽气管3上的止回阀12在抽气泵11停止抽气后气体不会从抽气管3处回流；随后，淬火炉1顶端的伸缩缸8向下伸动，使得电机9下降并使得电阻式加热线圈10伸入半轴式齿轮内部，启动电机9带动电阻式加热线圈10转动，使得通电后的电阻式加热线圈10通电后自身发热并均匀加热半轴式齿轮内花键至一定温度；然后，打开第一支管5上的开关阀13，使得渗碳气体经过进气管4从放置柱2切线方向通入放置柱2内，渗碳气体螺旋上升后均匀地经过内花键位置处，使得内花键位置处能均匀渗碳；渗碳完成后，停止电阻式加热线圈10通电并进行复位，接着关闭第一支管5上的开关阀13，并打开第二支管15上的开关阀13，使得高压的淬火气体沿着淬火炉1的切线方向进入放置柱2内，并螺旋上升后对半轴齿轮的内花键进行均匀冷却，防止内花键淬火时部分位置应力集中从而导致变形过大导致内花键损坏的问题。