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定转子后续处理方案

一、 前期装机试验总结

经过前一阶段初步试验, 得到定转子样品硬度在HRB90-95之间:
1、 定子尺寸精度已经基础符合要求, 针齿位置度最大偏差0.018, 最小偏差0.006, 但存在一定锥度, 转子从定子一面轻易放入, 另一面则比较困难;
2、 转子尺寸相对不规则, 存在较大偏差, 最大偏差达0.06, 需要深入调整。
3、 定转子装机试验后, 工作半小时即出现较为显著磨损, 需深入处理以提升其耐磨性。
磨损样品分析后认为: 定转子硬度存在较大缺点, 使得样品在工作过程出现较为严重磨损, 下一步关键方向为提升产品硬度。

二、 后续处理试行方案
全部样品激光打标后分为6组;
1、 精度测量: 转子需检测部位为邻齿、 对齿之间高度, 齿形轮廓线
定子需检测部位为各针齿位置度
对6组样品进行初步精度测量, 统计定转子各个精度尺寸数据;
2、 渗铜处理
取2组定转子样品进行渗铜, 渗铜后确保密度在7.4以上, 测量其渗铜后尺寸精度, 并做好统计; 若渗铜后精度不合要求, 则进行整形, 并测量其精度;
3、 热处理: （得到马氏体、 索氏体、 上贝氏体组织; 860℃保温1h, 油冷）
A、 整体热处理+低温回火
样品编号（01-06）
B、 QPQ+低温回火
样品编号（07-12）
C、 高频淬火+低温回火
样品编号（13-18）
D、 渗铜+高频淬火+低温回火
样品编号（19-24）
E、 渗铜+热处理+低温回火
样品编号（25-30）
F、 真空氮化
样品编号（31-36）
4、 精度测量
测量样品经过热处理后尺寸精度, 并进行精度测量, 统计精度数据;
5、 性能检测
分别取热处理后各组样品进行硬度测量与磨损试验;
6、 装机试验

三、 预期目标
1、 确保样品精度符合要求;
2、 定转子样品经热处理后, 表面硬度达HRC45-50, 硬化层深度达1mm以上。

多种热处理转子尺寸精度表
工艺方法
硬度
检测尺寸
偏差
锥度
B12
B23
B34
B41
标准样件

2整样件

整体热处理
860

离子氮化10h, 530

高频淬火

QPQ
硬化层0.7
HV440-540
HRC50-60

HRB90-95

HRC42-47

HRC35-38

21
23
24
21
22
23
24
0

-1
0

-4
-5
-4

1.5
2

-0.5
-2
-1.5

3.5
3
4
59.94-59.96
60.00-60.01
60.00-60.01
60.02-60.03
0

0
0

-3
-5
-4

1
4.5

-1
-1
0

3.5
4.5
4
0

0
-1

-3
-3
-7

0
1.5

-1.5
-1
0

3
4.5
2.5
0

1
-1

-4
-3
-6

1.5
3

-1.5
0
-1

3
2.5
3
0

0.02
0.01

0.01
0.02
0.03

0.015
0.03

0.01
0.02
0.015

0.01
0.02
0.015
0

0.01

0.01

0.02

0.03
0.03
0.04

0.02
0.02
0.01
样品存在锥度, 测量时检测样品中部

整形构想:
热处理后零件因含有极高硬度与脆性, 所以在常温状态下无法进行整形。金属在高温下原子活动猛烈, 宏观表现为金属硬度将会大为降低, 更轻易发生变形。所以, 现提出一构想: 将零件从常温状态下以极快速度进行加热, 使其快速达成一适宜温度, 此时, 温度还未达成奥氏体化区域, 而整个基体在高温状态下硬度将会发生变低, 快速将零件放入整形模, 在其温度高, 硬度低条件下进行整形。验证这一构想是否含有可行性。
金属在整形过程中, 含有一定温度, 但没有足够时间进行相转变, 过冷奥氏体在冷却过程中部分转变为回火马氏体组织, 所以, 相对于整形之前, 零件整体硬度并无显著降低, 但零件精度将得到提升。
工艺方法
硬度
检测尺寸
偏差
锥度
B12
B23
B34
B41
标准样件

3整样件

3整淬火整形
HRC50-60

HRB90-95

HRC42-50
0

-1
0

2
1
1.5
0
0
0
1.5
0.5
1
0.5
1
1
0.5
0
0
1
1
0
0
1
0

0
0

2
2
0
1
1
0
0.5
1
0
0.5
1
0
1
1.5
0
-0.5
0
0
0
1
0

0
-1

1
0
0
1.5
2
1.5
0.5
2.5
1.5
1.5
1
0
1.5
1
1
-0.5
0
0.5
-1
0
0

1
-1

0.5
0
1.5
0
0
1.5
1
2
2
1.5
0
1.5
0
-1
1
0.5
1
-0.5
1
0
0

0.02
0.01

0.015
0.02
0.015
0.015
0.02
0.015
0.01
0.02
0.02
0.01
0.01
0.015
0.015
.0.025
0.01
0.015
0.01
0.01
0.02
0.01
0

0.01

0.02
0.01
0.02
0.015
0.01
0.02
0.02
0.025
0.01
0.01
0.01
0.015
0.02
0.025
0.015
0.01
0.02
0.01
0.01
0.01
转子较整形之前, 无显著差异偏差0.01-0.025, 锥度0.01-0.02。硬度提升较大, 表面硬度达HRC42-50, 平磨后端面硬度HRC37-42.

产品耐磨性改善方案:
定转子样品经过高频处理后, 表观硬度在HRC42-55之间, 硬度不稳定, 其耐磨性仍然需要改善。为此下一步工作方案以下:
1.首先, 先对样品进行金相分析, 分析样品经高频淬火显微组织。确定多种组分含量。
2.对样品多种组织进行显微硬度测试。然后测定样品硬化层表面维氏硬度, 与20CrMnTi材料进行对比。
3.原定、 转子材料, 处理方法与性能分析。（20CrMnTi进行C、 N共渗）
4.检测内容: 定子针齿度、 外缘半径、 锥度、 定转子配合径向间隙。

定转子工作下一步方案:
1、 QPQ样品直接试验
2、 QPQ+高频淬火
3、 高频至HRC50-55以上

定子耐磨性较差可能因为其强度原因, 所以, 重新压制一批密度7.20以上定子。测定其参数。