精密机床齿轮微变形真空热处理工艺概述

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精密数控铣床立轴箱滑移齿轮，精度等级高（5级），要求传动平稳、强度高、耐磨和尺寸稳定性好。
材料：40CrNi。
技术要求：整体淬硬，硬度47 - 50 HRC；热处理后的畸变小，内孔变形≤0.07 mm，椭圆度≤0.02 mm，键槽宽度变化≤0.015 mm。
要达到微变形热处理，须注意以下两点。
(1)合理安排工艺过程，做到冷热加工间的密切配合
工艺过程：锻造-退火-粗车-正火-高温回火-精车-滚齿-粗拉键槽（侧面留0.5—1 mm余量）-去应力-精拉键槽-淬、回火-磨内孔。
主要热处理工序如下：
1)锻造。必须对坯料进行镦拨，达到组织致密，带状组织≤3级。
2)锻后退火(880℃土10℃，2h，炉冷)。均匀组织，消除应力，利于切削加工。
3)正火(860℃±10℃，1.5 h，分散空冷）。细化晶粒，为最终淬火做组织准备。
4)高温回火（650℃±10℃，2h，缓冷）。消除应力，稳定组织，硬度200-230 HB。
5)去应力（200℃±10℃，24 h，空冷）。消除粗拉链槽的切削应力。
(2)选用微变形的真空热处理工艺
齿轮要达到微变形，在热处理上要做到加热、冷却均匀。选用真空加热淬火能尽可能降低热应力、组织应力，从而减少畸变。在工艺操作上需注意以下几点：
1)选择较低的淬火加热温度，取A稍高的温度长时间加热，温度为790℃(A+20℃)，保温系数3 min/mm。
2)工件架空平放，均匀分布，使齿轮各部位及各齿轮均能同步升温、均匀加热。
3)采用阶梯升温，经650℃预热45 min(真空度1.33 Pa)，再加热至淬火加热温度。
4)实施均匀冷却，回充氮气至66.6 Pa，低真空下油冷（ZZ-1真空淬火油），油搅拌，工件上下窜动。
5)回火在带有抽真空的通氨分解气的炉中进行（附有风扇装置），温度160—180℃，时间3-4h。
经以上工艺过程及徽变形真空热处理后，齿轮的硬度为47—49 HRC，组织为马氏体，内孔畸变0.01~0.06 mm（盐浴炉淬火内孔胀量达0.2 mm），内孔椭圆度≤0.015 mm（盐浴炉淬火达0.02 mm），键槽宽变化≤0.015 mm，达到技术条件的要求。
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