一種推土機花鍵盤加工工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于推土機零部件加工技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種推土機花鍵盤加工工
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【背景技術(shù)】
[0002]隨著國內(nèi)工程機械行業(yè)推土機的發(fā)展，國內(nèi)外巨頭均已開發(fā)研制模塊化設(shè)計性強、性能優(yōu)越、維修方便的-5型及全液壓更新?lián)Q代產(chǎn)品。-5型及液壓推土機的終傳動采用模塊化設(shè)計，其終傳動部件多采用體積小、重量輕的花鍵盤、花鍵軸連接傳動，同時還要求該類工件表面具有較高的硬度及耐磨性，工件的心部保持良好的綜合機械性能。為此，目前該類工件表面處理多采用感應(yīng)淬火熱或滲碳淬火處理工藝以達到所需機械性能。
[0003]但是由于花鍵盤花鍵模數(shù)小，一般在2-3個模數(shù)，其盤壁較薄，一般在15-20mm。在感應(yīng)淬火時溫度高達860°C，使工件燒透、嚴重變形，進而導(dǎo)致淬火后花鍵盤內(nèi)孔收縮1mm，不能直接裝機使用。需后續(xù)采用線切割修型，且與之配合的輪轂也需要配做。因此，目前該種推土機花鍵盤的制造工藝存在成本高昂、質(zhì)量不穩(wěn)定的問題。
[0004]輝光離子氮化，是以爐體為陽極，被處理工件為陰極，在陰陽極上加上數(shù)百伏的直流電壓，通入含氮氣氛，利用輝光放電現(xiàn)象，便會產(chǎn)生像霓虹燈一樣的弱光覆蓋在被處理的工件表面。同時已離化的氣氛被電場加速，撞擊被處理工件的表面使其加熱，并依靠濺射及離子化作用等進行氮化處理，再經(jīng)過一定保溫時間，降溫后工件表面獲得一層高硬度、高耐磨的氮化層。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是為了解決上述技術(shù)問題，而提供一種可將花鍵盤尺寸直接加工到位、工件表面光潔度高、工件變形小且無需后續(xù)加工修型、可直接裝機使用的推土機花鍵盤加工工藝。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種推土機花鍵盤加工工藝，所述花鍵盤采用輝光離子氮化工藝，所述輝光離子氮化工藝包括清洗工序、裝爐工序、氮化工序和出爐工序，所述裝爐工序中加設(shè)輔助陽極。
[0007]優(yōu)選地，所述輔助陽極加裝在花鍵盤內(nèi)孔和花鍵盤外圍。
[0008]更進一步地，所述花鍵盤外圍均布有三根輔助陽極，輔助陽極與花鍵盤之間的間距是50?60mmo
[0009]優(yōu)選地，所述裝爐工序中花鍵盤采用三點支撐，三個支撐點的高度一致，花鍵盤采用疊放式裝爐，相鄰花鍵盤與陰極盤之間的距離為60_。
[0010]優(yōu)選地，所述氮化工序包括抽真空升溫階段、保溫階段和降溫階段，所述保溫階段的保溫溫度是520°c，氨氣流量是800?900/min，爐內(nèi)氣壓是250?300Pa，電壓是700?750V，保溫階段時間是19h。
[0011]更進一步地，所述抽真空升溫階段主要包括以下步驟， 步驟一，抽真空，抽真空時間為30?40min ；
步驟二，檢測爐體的密封性，如果爐內(nèi)氣壓回升率< 0.1Pa/min，說明爐體密封性能良好，若氣壓回升率彡0.1Pa/min，需要檢測爐體的密封性；
步驟三，打弧，在爐內(nèi)氣壓低于45Pa時，開啟電壓設(shè)定值為650V的電阻I檔，氨氣通入流量為350ml/min，通過爐體觀察孔，根據(jù)爐內(nèi)起弧放電強烈程度，調(diào)整電流占空比。
[0012]步驟四，升溫，待爐內(nèi)溫度為400 °C左右、爐內(nèi)壓力為180Pa左右、氨氣流量為800ml/min、爐內(nèi)不再起弧時，關(guān)閉電阻I檔，開啟電阻2檔，進行快速升溫，整個升溫時間為8 ?1h0
[0013]更進一步地，所述電流占空比的調(diào)節(jié)方式是，首先將占空比設(shè)置為5?10%，查看爐內(nèi)起弧情況，若起弧輕微，繼續(xù)上調(diào)占空比達20%，此時爐內(nèi)起弧放電逐步加強，暫時保持占空比不變，當起弧放電輕微時，占空比調(diào)整到45?50%，并逐步提高氨氣流量和爐內(nèi)氣壓。
[0014]優(yōu)選地，所述清洗工序主要包括以下步驟，
步驟一，用毛刷清除花鍵盤上的殘留毛刺，用細砂紙擦去表面銹斑；
步驟二，用93#汽油對花鍵盤進行第一遍清洗，用毛刷清洗花鍵盤表面和溝槽處的油污、鐵肩；
步驟三，用無污染新的93#汽油對花鍵盤進行第二遍清洗，清洗干凈后在密室內(nèi)懸掛風干。
[0015]優(yōu)選地，所述裝爐工序主要包括以下步驟，
步驟一，清理陰極盤濺射物；
步驟二，屏蔽螺紋孔；
步驟三，花鍵盤采用三點支撐方式裝爐，在爐體內(nèi)加設(shè)輔助陽極；
步驟四，在最頂層花鍵盤上放置圓盤形輔助罩；
步驟五，放置隨爐試樣，要求隨爐試樣放置的位置能從爐壁觀察口看到；
步驟六，安裝密封橡膠圈。
[0016]更進一步地，所述出爐工序后進入檢測工序，檢測工序包括隨爐試樣檢測和花鍵盤檢測，隨爐試樣檢測的參數(shù)包括表面硬度達HVl:610?630，氮化層厚達0.3mm，表面脆性級別達到I級，滲氮層氮化物級別達到I級；
花鍵盤檢測的參數(shù)包括花鍵盤端面平面度氮化前后變化< 0.03mm，內(nèi)花鍵齒頂圓氮化前后變化< 0.04mm，內(nèi)花鍵模數(shù)值氮化前后變化< 0.05mm，外花鍵齒頂圓氮化前后變化(0.04mm,外花鍵模數(shù)值氮化前后變化< 0.03mm。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:首先，-5型及液壓型推土機終傳動部件多采用小模數(shù)為
2.5的花鍵盤、花鍵軸連接傳動，該類工件的最終熱處理采用感應(yīng)淬火或滲碳淬火時工件變形大，縮孔量在1_，達不到工藝要求。采用輝光離子氮化工藝可以解決變形問題，可控制變形量在0.1mm以內(nèi)，完全符合工藝要求；
其次，傳統(tǒng)加工工藝中花鍵盤采用感應(yīng)淬火或滲碳淬火后，變形量大需采用線切割修型，制造成本較高。本發(fā)明工藝專利，機加工時花鍵盤直接加工到圖紙尺寸上線，采用離子氮化后變形量小不需再線切割修型，直接裝機使用，節(jié)約生產(chǎn)周期及制造成本。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的花鍵盤輝光離子氮化工藝曲線圖。
[0019]圖2是本發(fā)明花鍵盤的裝爐示意圖。
[0020]圖中，1、輔助陽極，2、蓋板，3、爐壁，4、支撐，5、托盤。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細描述。
[0022]-5型及液壓型推土機終傳動部件多采用小模數(shù)為2.5的花鍵盤、花鍵軸連接傳動，要求工件表面具有較高的硬度及耐磨性、工件的心部保持良好的綜合機械性能?；ㄦI盤為達到其服役的機械性能，材質(zhì)要求42CrMo，其加工工藝包括:下料一鍛造一正火一粗車一調(diào)質(zhì)(調(diào)質(zhì)溫度米用840 °C，回火溫度米用560?570 °C) —半精加工一去應(yīng)力退火一精加工一插內(nèi)外花鍵(齒頂圓及模數(shù)值均加工到圖紙尺寸的上限)一輝光離子氮化。如附圖1所示，輝光離子氮化工藝通常按照以下步驟進行:
一、清洗工件
1、用毛刷清除工件上殘留毛刺，用細砂紙擦去表面銹斑；
2、花鍵盤用93#汽油進行第一遍清洗，用毛刷清洗花鍵盤表面的油污、鐵肩。尤其是內(nèi)外花鍵溝槽處，要反復(fù)清洗，確保無油污、鐵肩及其它雜質(zhì)；
3、第二遍清洗，采用無污染新的93#汽油進行第二遍清洗，清洗完后懸掛風干(風干應(yīng)在密室內(nèi)，防止外界環(huán)境污染工件表面)。
[0023]二、檢查爐體
檢查爐體罩是否有污物、是否損壞；檢查工作平臺、陰極盤是否有污物并清理；檢查陰陽極接線、密封橡膠圈是否完好；檢查冷卻水、氣源是否完備；檢查抽真空機設(shè)備是否正常等必要實施條件準備工作。
[0024]三、裝爐(如圖2所示)
1、清理陰極盤濺射物:裝爐前用砂紙打磨陰極盤上的濺射物，并用毛刷清除掉；
2、屏蔽螺紋孔:用螺栓將螺紋孔擰緊，屏蔽花鍵盤上的螺紋孔；
3、裝爐:花鍵盤采用三點支撐，每個支撐點間的角度為60度，每個支撐點需保證高度一致?；ㄦI盤采用疊放式裝爐，為減小工件變形，層與層之間的支撐位置應(yīng)盡量保證一致。工件與工件以及工件與陰極盤之間的距離在60mm左右；
將工件與工件以及工件與陰極盤之間的距離設(shè)定在60mm左右的原因是，離子氮化的原理是依據(jù)在高壓下被電離的氮離子去轟擊工件的表面，高速運動的電離子由動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，從而加熱工件，同時氮離子與Fe、C等形成高硬度、高耐磨的氮化物，那么陰陽極之間距離太近，氮離子不能有效的加速，獲得較高動能；距離太遠相應(yīng)的電壓不足需提高電壓。經(jīng)過多次試驗，及工件剖檢結(jié)果顯示，陰陽極間距離60mm最佳?？紤]到裝爐量及加熱效果工件與工件之間距離最佳也在60mm左右。
[0025]4、加設(shè)輔助陽極:由于花鍵盤為內(nèi)外花鍵結(jié)構(gòu)，內(nèi)外花鍵均需要離子氮化，為保證花鍵盤的內(nèi)外部受熱均勻，需加輔助陽極。輔助陽極加裝位置，其一輔助陽極加裝在陰極盤上花鍵盤的外側(cè)，共有三根并均勻分布在花鍵盤外圍，距花鍵盤距離50?60mm，另一輔助陽極加裝在花鍵盤內(nèi)孔中間處； 5、加裝輔助罩:為減少最上層花鍵盤