經滲碳淬火后的金屬內齒工件， 其內齒的熱處理變形不可避免且很難控制，成品率較低。如果采用傳統的機械切削加工方法來修復變形的內齒， 不僅加工成本高，生產效率低，而且修復的效果也不盡理想。 尤其對于盲孔型內齒的熱處理變形， 采用傳統的切削加工方法進行修復非常困難，甚至根本無法修復。
現有技術中有采用電解加工技術修復因熱處理而變形的齒輪，例如文獻提及了電化學腐蝕的方法，但該方法需要專用的電解裝置， 并且電解操作過程繁瑣，一套電解裝置一次只能處理一個工件，成本相對較高，且不適合于盲孔形內齒。為此，需要尋求其它簡便、高效、低成本的修復方法。
本文給出了一種低成本、 高效率修復經熱處理后內齒尺寸縮小變形的方法，該方法操作簡單，無需專用的修復設備，能快速、批量地修復經熱處理后內齒的縮小變形， 克服了傳統切削加工方法成本高、效率低、 修復不均勻和甚至不能修復的缺點。
1、 修正原理
以帶漸開線內齒的盲孔型花鍵軸（ 材料20Cr2Ni4A）和通孔型內齒套（材料 18CrNiMo7-6）典型零件為例，其內齒配合連接定心方式為齒形定心，滲碳淬火后齒面硬度為 58～62 HRC，有效硬化層深度 0.6～1.0 mm。 通過提前做熱處理變形工藝試驗，找出相應的變形規律，然后按照如下方法與步驟操作，即可快速高效地消除內齒經熱處理后的縮小變形。 圖 1 是用于盲孔型和通孔型內齒表面的示意圖。
針對圖 1（a），在工件上用凡士林或蠟等耐腐蝕材料進行涂覆,形成一層保護層，保護層分布在軸的所有外表面，僅內齒部位不涂覆保護層。針對圖 1（b），在工件上用凡士林或蠟等耐腐蝕材料進行涂覆，形成一層保護層，同時用玻璃、凡士林或蠟與通孔內齒一端密封，形成一個密封端，從而形成盲孔型內齒腔，僅內齒部位不涂覆保護層。
1.1 操作方法與步驟
（1） 按需用耐蝕材料將滲碳淬火后的內齒進行覆蓋保護，僅露出需修復部位；（2） 將經覆蓋保護后的內齒與酸性腐蝕液接觸（內齒腔內倒入或內齒浸入腐蝕液），使之發生化學反應；（3） 當化學反應對內齒需修復部位的腐蝕溶解量接近或等于其熱處理變形的縮小量時，取出內齒；（4） 將內齒工件沖洗干凈，并進行防銹處理。
當內齒為盲孔型時， 可以直接在內齒腔內倒入具有金屬腐蝕作用的腐蝕液，從而省略步驟（1）；也可以將經步驟（1）保護處理后的內齒整體浸入具有金屬腐蝕作用的腐蝕液，進行化學反應至所需要的加工要求。當內齒為通孔型時，在步驟（1）前宜增加如下步驟：使用耐蝕材料（如玻璃）將通孔型內齒一端密封，形成盲孔型內齒腔，然后可以像盲孔型內齒一樣，直接在內齒腔內倒入具有金屬腐蝕作用的腐蝕液， 或者將經步驟（1）保護處理后的內齒整體浸入具有金屬腐蝕作用的腐蝕液，進行化學反應至所需要的加工要求。耐蝕材料通常采用玻璃、塑料、凡士林、蠟等非金屬材料。
1.2 化學反應修復原理
由于內齒材料通常為黑色合金金屬， 其主要化學成分除 Fe 之外，通常還包括 Cr、Ni、Mn、Mo、C、P、S、Si等。 酸性腐蝕液的組成按照內齒的成分和適當的反應速度配制。經過反復對比試驗表明，酸性腐蝕液組成配比宜為（體積百分比）：分析純硝酸（按質量百分比計，濃度 65%～68%）20%～40%；過氧化氫 （按質量百分比計， 濃度 30%） 10%～20%；蒸餾水 40%～70%。分析純硝酸是一種強氧化性酸， 能與內齒中的Fe、Cr、Ni、Mn 金屬成分及 C、Si、P、S 等非金屬成分發生反應（Mo 不參與反應），均被還原為一氧化氮，化學反應方程式如下：
過氧化氫在酸性環境中是強氧化劑， 在硝酸及Fe3+、Cr3+、Mn2+等的催化作用下， 使過氧化氫分解釋放新生態氧原子，加劇了氧化作用，從而將內齒的化學成分（Mo 不參與反應）氧化溶解，如將碳氧化成二氧化碳，還原產物為水，將鐵氧化為氫氧化鐵沉淀等。 具體反應見如下化學方程式：
組成配比中的蒸餾水作為溶劑， 稀釋分析純硝酸與雙氧水至規定的濃度，由于去除了水中的雜質，有效保證了化學腐蝕液的純度， 可避免水中雜質導致腐蝕液的自分解，減少了反應雜質的產生。
2、 主要效果特點
（1） 化學反應快，修復效率高，成本低；（2） 穩定的化學反應過程， 保證了內齒化學加工去除量的均勻性，且內齒不受外力影響而變形；（3） 可以通過改變腐蝕液的成分配比和溫度來獲得較佳的反應速度，便于操作控制；（4） 可方便控制內齒表面化學加工的部位、 速度和時間，亦可多次加工；（5） 方法簡單，操作方便，可批量修復；（6） 為純化學腐蝕，無需專用的修復設備。
3、 關鍵技術說明
3.1 酸性腐蝕液成分
酸性腐蝕液通常用無機酸（如分析純硝酸）和氧化劑（如過氧化氫）配制，氧化劑在酸性環境中可以分解釋放新生態氧原子，從而加劇將內齒零件的氧化溶解?？梢愿鶕三X的組織成分、機械性能及實際情況，選用不同的其它無機酸來替代分析純硝酸，例如硫酸、鹽酸、氫氟酸、草酸、過氯酸等；或者選用不同的氧化劑來替代過氧化氫，例如過硫酸銨、過硫酸鉀等。
3.2 化學反應溫度與時間
酸性腐蝕液化學反應的溫度宜大于 20 ℃。通過掌控反應溫度和時間可以控制化學反應的進程， 將酸性腐蝕液的溫度保持在 20～60 ℃、反應時間控制在 0.5～3min 之內最為理想， 控制化學反應的腐蝕溶解速度為0.02～0.06 mm/min，這樣腐蝕溶解比較均勻，可以避免腐蝕過量。
3.3 酸性腐蝕液的配比
上述酸性腐蝕液的配比（體積百分比）是經過多次試驗總結得出，當硝酸或過氧化氫的含量過低時，會使整個反應時間變長； 而當硝酸或過氧化氫的含量過高時，又會使反應速度過快，導致溫度快速升高，可能會破壞金屬的性能，使整個加工過程不易控制。 因此，在上述配比范圍內制得的酸性腐蝕液， 具有較為理想的加工效果。特別要注意一點，當一次腐蝕即發生腐蝕過量時，應根據過量程度用蒸餾水稀釋腐蝕液；當 2 min內腐蝕反應仍未發生或反應很慢時， 應適當提高腐蝕液濃度，或將腐蝕液加溫后再腐蝕。
例如， 經試驗配制確定的一種腐蝕液由分析純硝酸（含量 65%～68%）、過氧化氫（含量 30%）、蒸餾水按照體積百分比 3∶1∶6 配制而成， 加熱腐蝕液溫度到35℃。 用該配比的酸性腐蝕液修復內齒套和花鍵軸的內齒， 測量得出其化學反應溶解速度為 0.04 mm/min，反應時間 2 min 即可獲得 0.08 mm 的加工量。
4、 結論
本修復方法對于內齒表面加工具有明顯的效果，將僅應用于金屬腐蝕的化學方法創新應用到傳統的機加工領域，代替常規的切削加工方法，甚至克服了利用現有機加工手段無法來修復內齒經熱處理后縮小變形的技術難題，即可以同步、均勻地擴大內齒孔的尺寸，又可滿足零件設計技術要求（表面光潔度、形狀和位置公差、 金屬性能等都保持與化學腐蝕加工前一致），具有工藝簡單、操作方便、效率高、成本低等優點。同時也可以回收反應后的腐蝕液，再次使用，具有較好的推廣價值。
參考文獻：
［1］ 邱連財. 修復縮孔金屬零件內孔的電解裝置 ［P］. 中國專利:CN2160491U,1994-04-06.
