航空发动机转子组件内花键的离子渗氮.pdfVIP

度大幅提高，受组织应力的影响，零件呈喇叭口变形 察零件渗氮部位的工作状况，便于控制零件的实际温 (即锥度超差)是一种必然趋势。试制初期，该零件经 度。 离子渗氮后内花键底孔锥度曾高达0．O?mm (呈明显喇 (3)零件应能自由装夹和取出，避免任何装夹应 叭口倾向)，后经反复试验，通过严格控制工艺参数将 力。 此变形量降至约0．03ram左右，但最终还是超差使用， (4)工装应安全、可靠并对非渗氮部位能起到有 没有达到预期的结果。本次攻关目标是：将内花键底孔 效防护作用。 锥度和圆度指标降至0．01以下，以保证后序花键轴与内 根据以上设计原则并通过不断改进，我们最终确 花键配磨时对其提出的精度要求。 定了该零件离子渗氮屏蔽工装 (见图3)。 兰，试验工作及过程 1．试件的制备 由于离子热处理工艺的特殊性，通常都是采用破 坏实际零件来检查渗氮层深度和金相组织的，但考虑到 转子组件工序流程长、加工难度大，至120~E序离子渗 氮时的单件成本已达到两万元这一特殊情况，经研究， 我们采取了用镶嵌法加工制作氮化试件的措施 (见图 2)，即将转子组件一分为二，转子体为一部分 ，只需 一 件并可长期重复使用；花键套简为另一部分，可一次 制作一批，每次试验更换一件插到转子体上。上述方法 不仅简便、切实可行，最主要的是可以使试制成本大大 圈3零件屏蔽工装囝 降低。 由图可尢几，经装夹后，整个零件被包裹起来，外 露的部分只是内花键表面 (渗氮部位)。 3．工艺参数的选择 (1)增加稳定处理工序 为减少渗氮过程中的应力 变形，我们在零件粗加工之后，精加工之前增加了一道 稳定处理工序，目的是在渗氮之前尽可能将机加工应力 完全消除。具体工艺参数为：550±IOC~，保持4h。 (2)渗氮温度与保温时间 根据零件所使用的材 料、热处理的硬度要求以及从减少内花键孔的渗氮变形 等方面综合考虑，我们确定了尽量采用较低温度、较短 图2采用分体式加工的渗氮试件示意图 保温时间进行离子渗氮的原则 (零件的渗氮层深度按图 2．离子渗氮屏蔽工装的设计 纸要求的中下限控制)。经过反复试验，最终确定的渗 该零件仅要求在内花键表面渗氮。为了能有效地 氮温度为510±IO~C，渗氮保温时间为5～7h。零件的热 对非渗氮部位进行防护，以及确保离子渗氮工艺的顺利 处理工艺曲线见图4。 进行，离子渗氮屏蔽工装的设计和制作极为重要。根据 (3)炉内压力和气氛的控制 离子渗氮是一种在低 该零件的结构特点和工艺要求，确定该工装的设计原则 真空 (2000Pa)含氮气氛中，利用制件 (阴极)与阳 如下： 极之间产生的辉光放电进行渗氮的工艺。考虑到转子内 (1)工装外形应尽可能简单并避免易于引起辉光 花键属细齿窄槽结构(齿的模数m=1．25)，炉内压力