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减小工件变形的淬火方法
    本发明涉及的是一淬火方法，特别是一种减小工件变形的淬火方法，属于金属热处理领域。

    随着现代工业的发展，工件的热处理变形逐渐成为衡量热处理质量的主要指标。影响工件变形的因素非常复杂，包括原材料特性、机械加工工艺、热处理的装架方式及淬火介质冷却特性等。渗碳、淬火是机械行业中普遍应用的热处理工艺，尤其在齿轮行业中的应用更为广泛。工件在高温长时间渗碳时，由于自身重力的作用会发生蠕变，严重时会使工件产生很大变形，影响产品质量，因此渗碳时工件的装架方法通常要考虑如何减小高温蠕变对工件变形的影响。渗碳、淬火通常在密封箱式多用炉或连续渗碳炉中实现。在现有的渗碳淬火炉中，料盘均不进行旋转，即工件以何种方式装架渗碳，就以何种方式淬火。根据查新结果，有“Quenching appts.for stable qualityprod.-where workpiece is rotatably supported on roller device and treated withcooling liq.to prevent development ofdistortion etc.”(使产品质量稳定的淬火装置——工件在机床上旋转并喷冷却液以减小变形，Patent No.JP 55082725)和“Stacker units for holding shafts to be treated and quenched-which permitthe shafts being moved from horizontal to vertical position to reduce thermaldistortion.”(轴类零件的淬火处理的装夹机构——使轴可以由水平状态旋转到垂直状态以减小热变形，Patent No.EP491451)等两份专利涉及到淬火时将工件旋转来减小变形，第一项专利是在淬火时工件旋转以减小变形，第二项专利是将轴类零件由水平状态旋转到垂直状态后进行淬火的机构。该两项专利技术尚还不能将工件在渗碳时最佳装架方式与淬火时的最佳装架方式有机地结合起来来减小工件变形。

    本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种减小工件变形的淬火方法。

    以下对本发明的技术方案和实施方式详细描述：淬火时，工件在冷却介质的作用下迅速冷却，组织由奥氏体向马氏体迅速转变，由于温度的剧变及马氏体与奥氏体比容地不同造成工件内部存在很大的热应力和组织应力，如果各部分之间的冷却速度差别很大，会使工件内部形成很大的应力差，引起工件变形，因此淬火时应重点考虑使工件以何种角度进入淬火介质最为科学。本发明是将工件渗碳时的最佳装架方式与淬火时的最佳装架方式有机结合起来减小工件的变形，根据对现有工业炉中提升式淬火机构进行分析，将多用炉和连续炉中的淬火机构进行改进，在热处理工艺中，增加一个淬火时料盘旋转角度参数，渗碳阶段工件可以根据减小高温变形的方式进行摆放，例如齿轮或轴承套圈可以采用平放渗碳，渗碳后可以通过翻转机构使料盘并参考旋转角度参数向前和侧向翻转0～90°，从而使工件呈最佳的角度进入淬火介质中，淬火结束后，再通过翻转机构使工件恢复到渗碳阶段的摆放状态，经淋油后出炉。

    以齿轮为例，如果渗碳时采用平放的方式装架，在传统的工业炉中齿轮一定呈平放状态进入油池淬火，这样会使齿轮端面平面度的变形量大，而内孔圆度的变化较小；如果工件是挂装进行渗碳，在渗碳过程中齿轮由于自身重力的作用发生蠕变，使工件内孔圆度的变化量较大，而淬火后端面变形相对较小。

    本发明具有实质性特点和显著进步，齿轮平放渗碳并平放淬火、齿轮串放渗碳并平放淬火以及齿轮平放渗碳串放淬火后的变形情况如表1所示。

            表1三种不同处理状态下的齿轮变形量平放渗碳、平放淬火串放渗碳、串放淬火平放渗碳、串放淬火圆度的平均值(um)    10.9    17.5    11.5平面度的平均值    (um)    36.8    14.3    15.6

    由表1可以看出，本发明能够显著减小工件的变形，经实际测量可以减小变形量达70％以上，对密封箱式多用炉和连续式渗碳淬火炉中减小淬火工件的变形具有重大意义。