專利名稱：金屬材料薄壁環(huán)形件內(nèi)孔氮化過程中的防變形夾具及防變形方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬材料薄壁環(huán)形件內(nèi)孔氮化過程中的防變形夾具及防變形方法。
背景技術(shù)：
目前金屬材料薄壁環(huán)形件在內(nèi)孔氮化時，通常采用留磨量以增加壁厚的方法防止變形，但是這種方法存在以下兩個缺點:1.由于受材料氮化層深的制約，氮化面所留磨量受限；2.即使所留磨量在0.3_以下，氮化后磨削時也會產(chǎn)生較大應(yīng)力，從而導(dǎo)致薄壁環(huán)形件變形。當采用留磨量的方法無法控制金屬材料薄壁環(huán)形件在內(nèi)孔氮化過程中的變形時，就要采用防變形夾具，然而這樣的防變形方法目前還沒有報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為解決現(xiàn)有金屬材料薄壁環(huán)形件內(nèi)孔氮化過程中由于金屬材料薄壁環(huán)形件的內(nèi)孔和外圓尺寸變化大·而使零件變形，易出現(xiàn)廢品的問題，而提供一種金屬材料薄壁環(huán)形件內(nèi)孔氮化過程中的防變形夾具及防變形方法。本發(fā)明的金屬材料薄壁環(huán)形件內(nèi)孔氮化過程中的防變形夾具由兩個半環(huán)、兩個緊固中軸、兩個墊片和兩個緊固楔塊構(gòu)成，其中所述的兩個墊片位于兩個半環(huán)的兩端的中分面上，所述的兩個緊固中軸分別嵌在半環(huán)兩端的圓孔中，所述的兩個緊固中軸上有斜孔，所述的兩個緊固楔塊分別嵌在兩個緊固中軸的斜孔中。利用上述金屬材料薄壁環(huán)形件內(nèi)孔氮化過程中的防變形夾具防止金屬材料薄壁環(huán)形件變形的方法，其特征在于該方法按以下步驟進行:一、將金屬材料薄壁環(huán)形件固定在防變形夾具的兩個半環(huán)上，然后將兩個墊片放在兩個半環(huán)的兩端的中分面上，再將兩個緊固中軸分別插入兩個半環(huán)兩端的圓孔中，最后將兩個緊固楔塊敲入兩個緊固中軸的斜孔內(nèi)，完成兩個半環(huán)的緊固；二、將步驟一的安裝了金屬材料薄壁環(huán)形件的防變形夾具放入熱處理爐中，完成氮化工序后，使環(huán)形件和夾具一同降至室溫，然后卸掉防變形夾具，取出金屬材料薄壁環(huán)形件，完成金屬材料薄壁環(huán)形件內(nèi)孔氮化過程中的防變形過程。本發(fā)明的金屬材料薄壁環(huán)形件內(nèi)孔氮化過程中的防變形夾具考慮到防變形夾具材質(zhì)與金屬材料薄壁環(huán)形件材質(zhì)之間的熱膨脹系數(shù)差，而選用高溫抗氧化性能好、高溫塑性好、在氮化溫度以下線膨脹系數(shù)較金屬材料薄壁環(huán)形件小的材質(zhì)，配合本發(fā)明的利用金屬材料薄壁環(huán)形件內(nèi)孔氮化過程中的防變形夾具防止金屬材料薄壁環(huán)形件變形的方法，在常溫時將金屬材料薄壁環(huán)形件裝入防變形夾具內(nèi)，然后一同放入熱處理爐中，隨著溫度的升高，環(huán)形件的熱膨脹受到夾具的約束，當環(huán)形件和夾具一同降至室溫時，該狀態(tài)被保持下來，從而達到控制金屬材料薄壁環(huán)形件變形的目的，有效地控制住了金屬材料薄壁環(huán)形件內(nèi)孔氮化過程中的變形，使零件的合格率由30%提高到了 70%以上，且本發(fā)明的金屬材料薄壁環(huán)形件內(nèi)孔氮化過程中的防變形夾具及防變形方法可以一次實現(xiàn)兩個金屬材料薄壁環(huán)形件在氮化過程中的防變形過程，效率高，可應(yīng)用于金屬材料薄壁環(huán)形件的氮化。


圖1是本發(fā)明的金屬材料薄壁環(huán)形件內(nèi)孔氮化過程中的防變形夾具整體結(jié)構(gòu)示意圖；其中I為半環(huán)，2為緊固中軸，3為墊片，4為緊固楔塊；圖2是圖1的側(cè)視圖；其中I為半環(huán)，2為緊固中軸，4為緊固楔塊；圖3是圖2中A-A處的剖視圖；其中I為半環(huán)，2為緊固中軸，3為墊片，4為緊固楔塊；圖4是圖1中緊固中軸2的軸向剖視圖；圖5是具體實施方式
二中帶凹槽5的半環(huán)I的主視圖；其中I為半環(huán)，5為凹槽；圖6是圖5在B-B處的剖視圖；其中I為半環(huán)，5為凹槽。
具體實施例方式本發(fā)明的技術(shù)方案不局限于以下具體實施方式
，還包括各具體實施方式
間的任意組合。
具體實施方式
一:本實施方式的金屬材料薄壁環(huán)形件內(nèi)孔氮化過程中的防變形夾具，其特征在于該夾具由兩個半環(huán)1、 兩個緊固中軸2、兩個墊片3和兩個緊固楔塊4構(gòu)成，其中所述的兩個墊片3位于兩個半環(huán)I的兩端的中分面上，所述的兩個緊固中軸2分別嵌在半環(huán)I兩端的圓孔中，所述的兩個緊固中軸2上有斜孔，所述的兩個緊固楔塊4分別嵌在兩個緊固中軸2的斜孔中。
具體實施方式
二:(結(jié)合圖5和圖6)本實施方式與具體實施方式
一不同的是:兩個半環(huán)I的側(cè)壁上帶有凹槽5，其它步驟與參數(shù)與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三:本實施方式的利用金屬材料薄壁環(huán)形件內(nèi)孔氮化過程中的防變形夾具防止金屬材料薄壁環(huán)形件變形的方法，其特征在于該方法按以下步驟進行:一、將金屬材料薄壁環(huán)形件固定在防變形夾具的兩個半環(huán)I上，然后將兩個墊片3放在兩個半環(huán)I的兩端的中分面上，再將兩個緊固中軸2分別插入兩個半環(huán)I兩端的圓孔中，最后將兩個緊固楔塊4敲入兩個緊固中軸2的斜孔內(nèi)，完成兩個半環(huán)I的緊固；二、將步驟一的安裝了金屬材料薄壁環(huán)形件的防變形夾具放入熱處理爐中，完成氮化工序后，使環(huán)形件和夾具一同降至室溫，然后卸掉防變形夾具，取出金屬材料薄壁環(huán)形件，完成金屬材料薄壁環(huán)形件內(nèi)孔氮化過程中的防變形過程。本實施方式的防變形方法在常溫時將金屬材料薄壁環(huán)形件裝入防變形夾具內(nèi)，然后一同放入熱處理爐中，隨著溫度的升高，環(huán)形件的熱膨脹受到夾具的約束，當環(huán)形件和夾具一同降至室溫時，該狀態(tài)被保持下來，從而達到控制金屬材料薄壁環(huán)形件變形的目的，有效地控制住了金屬材料薄壁環(huán)形件內(nèi)孔氮化過程中的變形，使零件的合格率由30 %提高到了 70%以上。
具體實施方式
四:本實施方式與具體實施方式
三不同的是:步驟一中使金屬材料薄壁環(huán)形件的外壁與兩個半環(huán)I的內(nèi)壁配合，其它步驟與參數(shù)與具體實施方式
三相同。
具體實施方式
五:本實施方式與具體實施方式
三或四不同的是:步驟一中將金屬材料薄壁環(huán)形件放入兩個半環(huán)I側(cè)壁上的凹槽5中，環(huán)形件外壁和凹槽5的外壁配合，環(huán)形件的一個端面與凹槽5配合，其它步驟與參數(shù)與具體實施方式
三或四相同。
具體實施方式
六:本實施方式與具體實施方式
三至五之一不同的是:將兩個不同尺寸的金屬材料薄壁環(huán)形件都固定在防變形夾具的兩個半環(huán)I上，使其中一個金屬材料薄壁環(huán)形件的外壁與兩個半環(huán)I的內(nèi)壁配合，另一個放入兩個半環(huán)I側(cè)壁上的凹槽5中，環(huán)形件外壁和凹槽5的外壁配合，環(huán)形件的一個端面與凹槽5配合，其它步驟與參數(shù)與具體實施方式
三至五之一相同。本實施方式的夾具材料考慮到防變形夾具材質(zhì)與金屬材料薄壁環(huán)形件材質(zhì)之間的熱膨脹系數(shù)差，而選用高溫抗氧化性能好、高溫塑性好、在氮化溫度以下線膨脹系數(shù)較金屬材料薄壁環(huán)形件小的材質(zhì)，防變形效果好，使零件的合格率由30%提高到了 70%以上，且可以一次實現(xiàn)兩個不同尺寸的金屬材料薄壁環(huán)形件在氮化過程中的防變形過程，效率聞。用以下試驗驗證本發(fā)明的有益效果:實施例1、金屬材料薄壁環(huán)形件內(nèi)孔氮化過程中的防變形夾具及防變形方法按以下步驟進行:一、將兩個半環(huán)I包緊在金屬材料薄壁環(huán)形件外壁，然后將兩個墊片3放在兩個半環(huán)I的兩端的中分面上，再將兩個緊固中軸2分別插入兩個半環(huán)I兩端的圓孔中，最后將兩個緊固楔塊4敲入兩個緊固中軸2的斜孔內(nèi)，完成兩個半環(huán)I的緊固；二、將步驟一的安裝了金屬材料薄壁環(huán)形件的防變形夾具放入熱處理爐中，完成氮化工序后，使環(huán)形件和夾具一同降至室溫，然后卸掉防變形夾具，取出金屬材料薄壁環(huán)形件，完成金屬材料薄壁環(huán)形件內(nèi)孔氮化過程中的防變形過程。實施例2、金屬材料薄壁環(huán)形件內(nèi)孔氮化過程中的防變形夾具及防變形方法按以下步驟進行:一、將金屬材料薄壁環(huán)形件放入兩個半環(huán)I側(cè)壁上的凹槽5中，環(huán)形件外壁和凹槽5的外壁配合，環(huán)形件的一個端面與凹槽5配合，然后將兩個墊片3放在兩個半環(huán)I的兩端的中分面上，再將兩個緊固中軸2分別插入兩個半環(huán)I兩端的圓孔中，最后將兩個緊固楔塊4敲入兩個緊固中軸2的斜孔內(nèi)，完成兩個半環(huán)I的緊固；二、將步驟一的安裝了金屬材料薄壁環(huán)形件的防變形夾具放入熱處理爐中，完成氮化工序后，使環(huán)形件和夾具一同降至室溫，然后卸掉防變形夾具，取出金屬材料薄壁環(huán)形件，完成金屬材料薄壁環(huán)形件內(nèi)孔氮化過程中的防變形過程。實施例3、本實施例與實施例1和實施例2不同的是，一次完成兩個金屬材料薄壁環(huán)形件內(nèi)孔氮化過程中的防變形過程，其中一個金屬材料薄壁環(huán)形件的外壁與兩個半環(huán)I的內(nèi)壁配合，另一個放入兩個半環(huán)I側(cè)壁上的凹槽5中，環(huán)形件外壁和凹槽5的外壁配合，環(huán)形件的一個端面與凹槽5配合。本實施例的金屬材料薄壁環(huán)形件內(nèi)孔氮化過程中的防變形夾具考慮到防變形夾具材質(zhì)與金屬材料薄壁環(huán)形件材質(zhì)之間的熱膨脹系數(shù)差，而選用高溫抗氧化性能好、高溫塑性好、在氮化溫度以下線膨脹系數(shù)較金屬材料薄壁環(huán)形件小的材質(zhì)，配合本實施例的利用金屬材料薄壁環(huán)形件內(nèi)孔氮化過程 中的防變形夾具防止金屬材料薄壁環(huán)形件變形的方法，在常溫時將金屬材料薄壁環(huán)形件裝入防變形夾具內(nèi)，然后一同放入熱處理爐中，隨著溫度的升高，環(huán)形件的熱膨脹受到夾具的約束，當環(huán)形件和夾具一同降至室溫時，該狀態(tài)被保持下來，從而達到控制金屬材料薄壁環(huán)形件變形的目的，有效地控制住了金屬材料薄壁環(huán)形件內(nèi)孔氮化過程中的變形，使零件的合格率由30%提高到了 70%，且本實施例的金屬材料薄壁環(huán)形 件內(nèi)孔氮化過程中的防變形夾具及防變形方法可以一次實現(xiàn)兩個不同尺寸的金屬材料薄壁環(huán)形件在氮化過程中的防變形過程，效率高，可應(yīng)用于金屬材料薄壁環(huán)形件的氮化。
權(quán)利要求
1.金屬材料薄壁環(huán)形件內(nèi)孔氮化過程中的防變形夾具，其特征在于該夾具由兩個半環(huán)(I)、兩個緊固中軸(2)、兩個墊片(3)和兩個緊固楔塊(4)構(gòu)成，其中所述的兩個墊片(3)位于兩個半環(huán)(I)的兩端的中分面上，所述的兩個緊固中軸(2)分別嵌在半環(huán)(I)兩端的圓孔中，所述的兩個緊固中軸(2)上有斜孔，所述的兩個緊固楔塊(4)分別嵌在兩個緊固中軸⑵的斜孔中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬材料薄壁環(huán)形件內(nèi)孔氮化過程中的防變形夾具，其特征在于兩個半環(huán)(I)側(cè)壁上帶有凹槽(5)。
3.利用權(quán)利要求1所述的金屬材料薄壁環(huán)形件內(nèi)孔氮化過程中的防變形夾具防止金屬材料薄壁環(huán)形件變形的方法，其特征在于該方法按以下步驟進行: 一、將金屬材料薄壁環(huán)形件固定在防變形夾具的兩個半環(huán)(I)上，然后將兩個墊片(3)放在兩個半環(huán)(I)的兩端的中分面上，再將兩個緊固中軸(2)分別插入兩個半環(huán)(I)兩端的圓孔中，最后將兩個緊固楔塊(4)敲入兩個緊固中軸(2)的斜孔內(nèi)，完成兩個半環(huán)(I)的緊固； 二、將步驟一的安裝了金屬材料薄壁環(huán)形件的防變形夾具放入熱處理爐中，完成氮化工序后，使環(huán)形件和夾具一同降至室溫，然后卸掉防變形夾具，取出金屬材料薄壁環(huán)形件，完成金屬材料薄壁環(huán)形件內(nèi)孔氮化過程中的防變形過程。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用金屬材料薄壁環(huán)形件內(nèi)孔氮化過程中的防變形夾具防止金屬材料薄壁環(huán)形件變形的方法，其特征在于步驟一中使金屬材料薄壁環(huán)形件的外壁與兩個半環(huán)(I)的內(nèi)壁配合。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的利用金屬材料薄壁環(huán)形件內(nèi)孔氮化過程中的防變形夾具防止金屬材料薄壁環(huán)形件變形的方法，其特征在于步驟一中將金屬材料薄壁環(huán)形件放入兩個半環(huán)(I)側(cè)壁上的凹槽(5)中，環(huán)形件外壁和凹槽(5)的外壁配合，環(huán)形件的一個端面與凹槽(5)配合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用金屬材料薄壁環(huán)形件內(nèi)孔氮化過程中的防變形夾具防止金屬材料薄壁環(huán)形件變形的方法，其特征在于將兩個不同尺寸的金屬材料薄壁環(huán)形件都固定在防變形夾具的兩個半環(huán)(I)上，使其中一個金屬材料薄壁環(huán)形件的外壁與兩個半環(huán)(I)的內(nèi)壁配合，另一個放入兩個半環(huán)(I)側(cè)壁上的凹槽(5)中，環(huán)形件外壁和凹槽(5)的外壁配合，環(huán)形件的一個端面與凹槽(5)配合。
全文摘要
金屬材料薄壁環(huán)形件內(nèi)孔氮化過程中的防變形夾具及防變形方法，它涉及金屬材料薄壁環(huán)形件內(nèi)孔氮化過程中的防變形夾具及防變形方法，本發(fā)明的防變形夾具由兩個半環(huán)，兩個緊固中軸，兩個墊片和兩個緊固楔塊構(gòu)成；防變形方法如下將環(huán)形件用夾具固定好，完成氮化工序后一同降至室溫，卸掉夾具取出環(huán)形件，完成防變形過程，本發(fā)明的夾具選用高溫性能好、在氮化溫度以下線膨脹系數(shù)較環(huán)形件小的材質(zhì)，用該夾具防變形的方法，使零件的合格率由30％提高到70％以上，且可一次實現(xiàn)兩個不同尺寸的環(huán)形件在氮化過程中的防變形過程，效率高，可應(yīng)用于金屬材料薄壁環(huán)形件的氮化。
文檔編號C23C8/24GK103074572SQ201310040850
公開日2013年5月1日 申請日期2013年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月1日
發(fā)明者李肖霞, 柴康樂, 李萬軍, 馮貴忠, 楊肆濱, 賈錦虹 申請人:哈爾濱汽輪機廠有限責任公司