CN108285954A - 一种降低风电齿轮气体渗碳过程中内氧化的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种降低风电齿轮气体渗碳过程中内氧化的方法，包括以下步骤：将渗碳钢加工切割成试样；将试样进行调质处理；将试样放入程控箱式电炉中，进行氧化处理，使试样表面形成一层氧化膜；将试样放入气体渗碳多用炉中，先后进行渗碳、淬火、回火处理。本发明的有益效果是：在气体渗碳前进行氧化处理，试样表层浸润性增加，有利于活性碳原子的吸附，另外试样表面生成一层氧化膜，在渗碳过程中氧化膜优先被还原，能够有效减少高温下氧气向内的溶解与扩散，从而减少渗碳过程中内氧化深度。
Description
技术领域
本发明涉及一种降低风电齿轮气体渗碳过程中内氧化的方法。
背景技术
在国内外齿轮的表面硬化技术中，渗碳处理因其技术的成熟性及随着温度控制、碳势控制等配套技术的发展，一直是风电齿轮强化的首选工艺。遗憾的是，由于渗碳处理在丙烷等转化气氛中进行，这时，钢表面形成硬化层的同时，内部由于高温过程中氧气溶解并扩散进入合金内部，与合金中较活泼的组元反应而形成颗粒状氧化物沉积在合金内部，相应的氧化物称为内氧化。内氧化形成的缺陷组织会导致渗碳零部件的开裂失效。影响渗碳零部件的使用寿命和稳定性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：基于上述问题，本发明提供一种降低风电齿轮气体渗碳过程中内氧化的方法。
本发明解决其技术问题所采用的一个技术方案是：一种降低风电齿轮气体渗碳过程中内氧化的方法，包括以下步骤：
(1)将渗碳钢加工切割成试样。渗碳钢优选18CrNiMo7-6钢，将试样加工成M8齿型试样。
(2)将试样进行调质处理，调质处理为先升温至860℃保温20min，然后将样品立即放入油中冷却，再升温至670℃保温30min，取出空冷至室温。
(3)将试样置于程控箱式电炉中，进行氧化处理，设置炉温为400～550℃，保温时间为60～90min；
(4)将预氧化处理后的试样放入气体渗碳多用炉中，升温到800℃，保温2h，保持0.4％碳势进行渗碳，然后升温至920℃，保持碳势1.2％进行4h强渗碳，再降低碳势到0.68％进行4h扩散，随后炉冷至820℃，保温2h后再随炉降温；然后取出试样放入油中冷却，油温50℃；最后170℃保温5h，出炉空冷。
(5)取出试样，采用金相显微镜观察其内氧化情况，并标定深度。
本发明的有益效果是：
(1)通过氧化处理，使表面生成一层氧化膜，在渗碳过程中氧化膜优先被还原，减少了氧气在渗碳的过程中向内的溶解与扩散，从而使内氧化深度减少；
(2)通过氧化处理，试样表层浸润性增加，有利于活性碳原子的吸附，另外试样表面生成一层氧化膜，在渗碳过程中氧化膜会逐渐被还原，形成疏松多孔的扩散通道，有利于渗碳过程的进行。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是常规气体渗碳后(对比例)内氧化形貌图；
图2是实施例1得到的内氧化形貌图；
图3是实施例2得到的内氧化形貌图；
图4是实施例3得到的内氧化形貌图；
具体实施方式
现在结合具体实施例对本发明作进一步说明，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
实施例1
(1)将18CrNiMo7-6钢加工成M8齿型试样；
(2)将试样进行调质处理，先升温至860℃保温20min，然后将样品立即放入油中冷却，再升温至670℃保温30min，取出空冷至室温。
(3)将试样置于程控箱式电炉中，进行氧化处理，设置炉温为400℃，保温时间为60min；
(4)将氧化处理后的试样放入气体渗碳多用炉中，升温到800℃，保温2h，保持0.4％碳势进行渗碳，然后升温至920℃，保持碳势1.2％进行4h强渗碳，再降低碳势到0.68％进行4h扩散，随后炉冷至820℃，保温2h后再随炉降温；然后取出试样放入油中冷却，油温50℃；最后170℃保温5h，出炉空冷。
(5)取出试样，采用金相显微镜观察其内氧化情况，并标定其深度，内氧化情况见图2。
实施例1试验结果：
氧化处理+气体渗碳得到的内氧化深度为14μm，相比于常规气体渗碳所获得的18μm，减少了4μm。
实施例2
(1)将18CrNiMo7-6钢加工成M8齿型试样；
(2)将试样进行调质处理，先升温至860℃保温20min，然后将样品立即放入油中冷却，再升温至670℃保温30min，取出空冷至室温。(3)将试样置于程控箱式电炉中，进行氧化处理，设置炉温为550℃，保温时间为90min；
(4)将氧化处理后的试样放入气体渗碳多用炉中，升温到800℃，保温2h，保持0.4％碳势进行渗碳，然后升温至920℃，保持碳势1.2％进行4h强渗碳，再降低碳势到0.68％进行4h扩散，随后炉冷至820℃，保温2h后再随炉降温；然后取出试样放入油中冷却，油温50℃；最后170℃保温5h，出炉空冷。
(5)取出试样，采用金相显微镜观察其内氧化情况，并标定其深度；内氧化情况见图3。
实施例2试验结果：
氧化处理+气体渗碳得到的内氧化深度为12μm，相比于常规气体渗碳所获得的18μm，减少了6μm。
实施例3
(1)将18CrNiMo7-6钢加工成M8齿型试样；
(2)将试样进行调质处理，先升温至860℃保温20min，然后将样品立即放入油中冷却，再升温至670℃保温30min，取出空冷至室温；
(3)将试样置于程控箱式电炉中，进行氧化处理，设置炉温为550℃，保温时间为60min；
(4)将氧化处理后的试样放入气体渗碳多用炉中，升温到800℃，保温2h，保持0.4％碳势进行渗碳，然后升温至920℃，保持碳势1.2％进行4h强渗碳，再降低碳势到0.68％进行4h扩散，随后炉冷至820℃，保温2h后再随炉降温；然后取出试样放入油中冷却，油温50℃；最后170℃保温5h，出炉空冷。
(5)取出试样，采用金相显微镜观察其内氧化情况，并标定其深度；内氧化情况见图4。
实施例3试验结果：
氧化处理+气体渗碳得到的内氧化深度为9μm，相比于常规气体渗碳所获得的18μm，减少了9μm。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性。
Claims (5)
1.一种降低风电齿轮气体渗碳过程中内氧化的方法，其特征是：包括以下步骤：
(1)将渗碳钢加工切割成齿型试样；
(2)将试样进行调质处理；
(3)将试样置于程控箱式电炉中，进行氧化处理；
(4)将试样放入气体渗碳多用炉中，进行渗碳、淬火、回火处理；
(5)取出试样，采用金相显微镜观察其内氧化情况，并标定其深度。
2.根据权利要求1所述的一种降低风电齿轮气体渗碳过程中内氧化的方法，其特征是：所述的步骤(1)中渗碳钢优选18CrNiMo7-6钢，试样加工成M8齿型试样。
3.根据权利要求1所述的一种降低风电齿轮气体渗碳过程中内氧化的方法，其特征是：所述的步骤(2)中调质处理为：先升温至860℃保温20min，然后将样品立即放入油中冷却，再升温至670℃保温30min，取出后空冷至室温。
4.根据权利要求1所述的一种降低风电齿轮气体渗碳过程中内氧化的方法，其特征是：所述的步骤(3)中氧化处理温度为400～550℃，保温时间为60～90min。
5.根据权利要求1所述的一种降低风电齿轮气体渗碳过程中内氧化的方法，其特征是：所述的步骤(4)中为：升温到800℃，保温2h，保持0.4％碳势进行渗碳，然后升温至920℃，保持碳势1.2％进行4h强渗碳，再降低碳势到0.68％进行4h扩散，随后炉冷至820℃，保温2h后再随炉降温；然后取出试样放入油中冷却，油温50℃；最后170℃保温5h，出炉空冷。
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