CN113416917A - 一种差速器壳的盐浴软氮化工艺 - Google Patents

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王建才
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/40—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using liquids, e.g. salt baths, liquid suspensions
    • C23C8/52—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using liquids, e.g. salt baths, liquid suspensions more than one element being applied in one step
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Abstract

本发明一种差速器壳的盐浴软氮化工艺，S1、装炉：将差速器壳与专用的热处理工装组合，使产品处于稳定状态，便于后道作业；S2、清洗；S3、预热：烘干水份，同时在表面形成氧化膜；S4、盐浴氮碳共渗；S5、冷却：通过风冷加水冷的双介质冷却；S6、后清洗：采用流动水清洗去除产品表面残留的盐迹；S7、后处理抛丸：S8、防锈处理。本发明缩短产品的生产周期的同时，质量更加的稳定，从而降低了该产品的总体生产成本。

Description

一种差速器壳的盐浴软氮化工艺
技术领域
本发明涉及热处理领域，具体涉及一种差速器壳的盐浴软氮化工艺。
背景技术
差速器在汽车转向时，调整左右轮的转速中启到重要作用；行星齿轮及主传动轴的高速运转，则要求差速器壳体具有极好的耐磨性，因此，对于壳体的选材、成型加工及热处理都有极高的要求；
选材：目前主流的适用材质都是以球墨铸铁为主，根据铸铁的组织不同，材料可以达到700MPa的抗拉强度，能够满足差速器壳体的强度设计要求；
热处理：差速器壳体属于精密零件，尺寸精度会影响到寿命、震动、及噪音的大小；而热处理变更形是对精度影响的重要环节，因此，选择合理的热处理工艺，保证材料性能的同时，也能使热处理变形最小，甚至可以免除后道加工。
传统的方式是气体软氮化，气体软氮化由于渗氮时间长，导致内径、球径等尺寸的变化量都比较大,通过后道加工来保证尺寸精度的同时，化合物层被磨削，甚至导致局部无化合物层。
导致上述问题的原因是：
1)气相渗氮或氮碳共渗工艺，化合物层形成速度慢，因此，需要较长的时间以保证达到一定厚度的化合物层；
2)在这长时间的渗氮过程中，由于氮原子的物理扩散导致扩散深度较深，且扩散层中的氮的含量也相对较高；
3)在扩散层中，氮原子以间隙固溶的方式存在于α-Fe中，导致α-Fe晶格畸变，从而发生体积膨胀，这个膨胀的程度与渗入氮子的量有关。因此，长时间渗氮时，导致尺寸变化量也会增加。
发明内容
本发明的目的是提供一种差速器壳的盐浴软氮化工艺。
本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种差速器壳的盐浴软氮化工艺，包括以下步骤：
S1、装炉：将差速器壳与专用的热处理工装组合，使产品处于稳定状态，便于后道作业；
S2、清洗；
S3、预热：烘干水份，同时在表面形成氧化膜；
S4、盐浴氮碳共渗；
S5、冷却：通过风冷加水冷的双介质冷却；
S6、后清洗：采用流动水清洗去除产品表面残留的盐迹；
S7、后处理抛丸：
S8、防锈处理。
进一步的，所述S2中通过碱性清洗去除表面油脂。
进一步的，所述S3中350℃保持60分钟。
进一步的，所述S4中580℃保持90分钟。
进一步的，所述S7通过抛丸将产品在氮化过程表面产生的灰垢去除，露出光亮、均质、清洁的表面。
与现有技术相比，本发明差速器壳的盐浴软氮化工艺的有益效果是：在液相渗氮工艺中，由于三相界面的缘由，化合物层的形成速度较快，可以极大程度地缩短渗氮的时间，获得相同的化合物层深度(Min 5μm)，盐浴氮碳共渗的时间是气体氮碳共渗时间的1/3左右；由于扩散时间明显缩短，渗氮前后主轴孔内径变化量，由原先的0.04～0.06mm，缩小至0.01～0.02mm；从而可以通过合理的机械加工预留尺寸变化，免除氮化后的精加工；盐浴氮碳共渗的均匀性也明显优于气体氮碳共渗。
具体实施方式
一种差速器壳的盐浴软氮化工艺，包括以下步骤：
S1、装炉：将差速器壳与专用的热处理工装组合，使产品处于稳定状态，便于后道作业；
S2、清洗：通过碱性清洗去除表面油脂；
S3、预热：350℃保持60分钟，烘干水份，同时在表面形成氧化膜，渗氮过程具有一定的促渗作用；同时为了减小盐浴加热的热应力，减小热冲击变形；
S4、盐浴氮碳共渗：580℃保持90分钟，合理的氮化温度及时间组合，获得满足要求的氮化层；采用盐浴软氮化工艺，获得满足要求的氮化层的同时，达到极小的尺寸变化，而不需要后道机加工来保证精度，使得产品的性能更加稳定；
S5、冷却：通过风冷加水冷的双介质冷却，既减小冷却过程中的变形，又提升产品强度；
S6、后清洗：采用流动水清洗去除产品表面残留的盐迹；
S7、后处理抛丸：通过抛丸将产品在氮化过程表面产生的灰垢去除，露出光亮、均质、清洁的表面；对产品表面进行清理，使产品恢复光泽、清洁的同时，还能将产品加工边缘的毛刷去除；
S8、防锈处理：产品防护。
本发明的优点如下：
1)使原气体氮碳共渗的时间由4～5小时，缩短至1.5小时，极大程度上缩短的生产周期；
2)极小的尺寸变化量，使得产品免于后道机械加工，缩短产品的生产周期的同时，质量更加的稳定，从而降低了该产品的总体生产成本；
3)盐浴氮碳共渗与气体氮碳共渗相比而言，由于介质的搅拌循环的差异，盐浴氮碳共渗具有更好的均匀性，对产品质量的稳定性提高更加有利；
4)盐浴氮碳共渗后的冷却，采用双介质冷却的方法，降低了产品在高温区的冷却速度，从而减小了产品形状变形的问题；使得差速器壳体在经过本方法加工后免于后道工序，可以直接进行组装使用。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种差速器壳的盐浴软氮化工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、装炉：将差速器壳与专用的热处理工装组合，使产品处于稳定状态，便于后道作业；
S2、清洗；
S3、预热：烘干水份，同时在表面形成氧化膜；
S4、盐浴氮碳共渗；
S5、冷却：通过风冷加水冷的双介质冷却；
S6、后清洗：采用流动水清洗去除产品表面残留的盐迹；
S7、后处理抛丸：
S8、防锈处理。
2.根据权利要求1所述的差速器壳的盐浴软氮化工艺，其特征在于：所述S2中通过碱性清洗去除表面油脂。
3.根据权利要求1所述的差速器壳的盐浴软氮化工艺，其特征在于：所述S3中350℃保持60分钟。
4.根据权利要求1所述的差速器壳的盐浴软氮化工艺，其特征在于：所述S4中580℃保持90分钟。
5.根据权利要求1所述的差速器壳的盐浴软氮化工艺，其特征在于：所述S7通过抛丸将产品在氮化过程表面产生的灰垢去除，露出光亮、均质、清洁的表面。
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