內螺紋零件熱處理后攻螺紋困難的原因分析及解決方案

2022-06-21 04:22:30劉海燕王瑩瑩任園春

金屬加工(熱加工) 2022年5期

劉海燕，王瑩瑩，任園春

第一拖拉機股份有限公司齒輪傳動公司河南洛陽 471004

1 序言

在實際生產中，低碳合金鋼一般都需要經過滲碳淬火來增加本身的硬度和強度，由于有許多軸類零件在滲碳淬火后都需要進行攻螺紋，并對螺紋進行修復，所以就要求內螺紋孔的表面硬度不能過高，否則會加大攻螺紋的難度，甚至導致零件報廢。一般對于此類零件，在進行滲碳淬火前，要對內螺紋孔進行防滲處理，但是在實際操作中，難免會出現失誤，造成零件不易攻螺紋。因此，本課題就對此類問題從不同方面進行探討分析。

2 背景介紹

我單位生產的某批軸類齒輪，材料為20CrMnTi鋼，該零件帶有內螺紋孔，如圖1所示。該軸類齒輪在進行滲碳淬火前，要對螺紋孔進行防滲處理[1]。該零件在經過滲碳淬火、回火和拋丸清理進入下一道工序后，車間反饋內螺紋存在大量不合格現象，螺紋塞規無法正常檢測，并且在用絲錐修復零件內螺紋孔的過程中，攻螺紋極其困難，若不及時解決，不僅會影響發貨節點，甚至零件會有報廢的可能，因此解決該問題迫在眉睫。

圖1 帶螺紋孔的軸齒輪

3 原因分析

（1）螺紋損壞的原因為了保證零件表面的清潔度，低碳合金鋼在滲碳淬火和回火后，要進行拋丸清理。由于拋丸過程中鋼丸的沖擊力較大，螺紋比較薄，若不采取保護措施，螺紋極有可能被損壞，所以在對帶有內螺紋的零件進行拋丸時，需要用特定的工裝對其螺紋孔進行保護，以防螺紋被破壞[2]。本次螺紋損壞的主要原因就是在拋丸過程中，未做到對螺紋進行有效的防護。

（2）攻螺紋困難的原因帶有螺紋孔的零件，在滲碳淬火前，要對螺紋孔進行防滲處理，以防螺紋部位滲碳淬火后硬度較高，對后續加工造成影響。本批零件攻螺紋困難的原因就是防滲過程沒有做好，導致防滲劑沒有起到防滲的作用，造成滲碳淬火后螺紋處硬度高，使絲錐無法正常進行修復。

4 返修方案

（1）方案的確定該零件在返修時應注意的問題：在降低螺紋硬度的同時，要保證零件外表面硬度合格（表面硬度要求58～64HRC），因此在保證這一要求的前提下，來尋求該零件的返修措施。

由于只需要降低該零件內螺紋孔的表面硬度，首先確定是否能使局部硬度降低。但是由于螺紋孔結構特殊，無法使用感應加熱的方式對其進行加熱，達到降低硬度的目的，所以我們查閱了各種書籍、資料，并且向單位有經驗的老師傅們請教，在經過專項攻關小組成員共同探討后，確定了一種看似較“笨”的返修措施：用加熱后的小金屬棒對螺紋孔進行加熱退火[3]。

（2）方案所需材料

1）研究對象：帶螺紋孔的軸齒輪（見圖1）。

2）加熱設備：小型馬弗加熱爐。

3）試驗材料：φ80mm×100mm的金屬棒（零件螺紋孔為φ90mm×80mm）。

（3）方案的實施采取如下步驟。

第一步：將小型馬弗加熱爐溫度調至600℃，溫度達到后，將φ80mm×100mm的金屬棒放入。

第二步：待金屬棒到達設定溫度后，保溫10min，使其充分加熱，用工具將金屬棒放入螺紋孔內，如圖2所示。