一种消除金属内齿热处理变形的化学修复方法.docxVIP

学免兔www.xuetut

生IL选，t料

一种消除金属内齿热处理变形的化学修复方法*

□眭小利□常安全21.常州轻工职业技术学院江苏常州213164

2.南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司江苏常州213011

摘要：介绍了一种应用化学反应原理消除金属内齿零件热处理后尺寸缩小变形的修复方法，经大量试验应用，该方法无需专用的修复设备，具有快速高效、成本低、尺寸修复均匀等特点。

关键词：金属内齿化学反应修复

中图分类号：TH161*.5;TH132.41文献标识码：B文章编号：1000-4998(2014)03-0059-03

经渗碳淬火后的金属内齿工件，其内齿的热处理变形不可避免且很难控制，成品率较低。如果采用传统的机械切削加工方法来修复变形的内齿，不仅加工成本高，生产效率低，而且修复的效果也不尽理想。尤其对于盲孔型内齿的热处理变形，采用传统的切削加工方法进行修复非常困难，甚至根本无法修复。

现有技术中有采用电解加工技术修复因热处理而变形的齿轮，例如文献[1]提及了电化学腐蚀的方法，但该方法需要专用的电解装置，并且电解操作过程繁琐，一套电解装置一次只能处理一个工件，成本相对较高，且不适合于盲孔形内齿。为此，需要寻求其它简便、高效、低成本的修复方法。

本文给出了一种低成本、高效率修复经热处理后内齿尺寸缩小变形的方法，该方法操作简单，无需专用的修复设备，能快速、批量地修复经热处理后内齿的缩

酸性腐蚀液保护层小变形，克服了传统切削加工方法成本高、效率低、修复不均匀和甚

酸性腐蚀液保护层

1修正原理

金属内齿工

金属内齿工件

盲孔型花键轴(材料

(a)盲孔型内齿

*江苏省高等职业院校高级访问工程师计划项目(编号：2013-FG015)收稿日期：2013年9月

机械制造52卷第595期

20Cr2Ni4A)和通孔型内齿套(材料18CrNiMo7-6)典型零件为例，其内齿配合连接定心方式为齿形定心，渗碳淬火后齿面硬度为58~62HRC,有效硬化层深度0.6~1.0mm。通过提前做热处理变形工艺试验，找出相应的变形规律，然后按照如下方法与步骤操作，即可快速高效地消除内齿经热处理后的缩小变形。图1是用于盲孔型和通孔型内齿表面的示意图。

针对图1(a),在工件上用凡士林或蜡等耐腐蚀材料进行涂覆，形成一层保护层，保护层分布在轴的所有外表面，仅内齿部位不涂覆保护层。

针对图1(b),在工件上用凡士林或蜡等耐腐蚀材料进行涂覆，形成一层保护层，同时用玻璃、凡士林或蜡与通孔内齿一端密封，形成一个密封端，从而形成盲孔型内齿腔，仅内齿部位不涂覆保护层。

1.1操作方法与步骤

(1)按需用耐蚀材料将渗碳淬火后的内齿进行覆盖保护，仅露出需修复部位；

(2)将经覆盖保护后的内齿与酸性腐蚀液接触(内齿腔内倒入或内齿浸入腐蚀液),使之发生化学反应；

(3)当化学反应对内齿需修复部位的腐蚀溶解量接近或等于其热处理变形的缩小量时，取出内齿；

(4)将内齿工件冲洗干净，并进行防锈处理。

当内齿为盲孔型时，可以直接在内齿腔内倒入具有金属腐蚀作用的腐蚀液，从而省略步骤(1);也可以将经步骤(1)保护处理后的内齿整体浸入具有金属腐蚀作用的腐蚀液，进行化学反应至所需要的加工要求。

当内齿为通孔型时，在步骤(1)前宜增加如下步骤：使用耐蚀材料(如玻璃)将通孔型内齿一端密封，形成盲孔型内齿腔，然后可以像盲孔型内齿一样，直接在内齿腔内倒入具有金属腐蚀作用的腐蚀液，或者将经步骤(1)保护处理后的内齿整体浸入具有金属腐蚀作用的腐蚀液，进行化学反应至所需要的加工要求。耐蚀材料通常采用玻璃、塑料、凡士林、蜡等非金属材料。

2014/3

学免兔www.

生I选，判

1.2化学反应修复原理

由于内齿材料通常为黑色合金金属，其主要化学成分除Fe之外，通常还包括Cr、Ni、Mn、Mo、C、P、S、Si等。酸性腐蚀液的组成按照内齿的成分和适当的反应速度配制。经过反复对比试验表明，酸性腐蚀液组成配比宜为(体积百分比):

分析纯硝酸(按质量百分比计，浓度65%~68%)20%~40%;

过氧化氢(按质量百分比计，浓度30%)10%~20%;

蒸馏水40%~70%。

分析纯硝酸是一种强氧化性酸，能与内齿中的Fe、Cr、Ni、Mn金属成分及C、Si、P、S等非金属成分发生反应(Mo不参与反应),均被还原为一氧化氮，化学

反应方程式如下：

4HNO?+Fe=Fe(NO?)?+NOT+2H?O

4HNO?+Cr=Cr