CN1209466A - 齿轮二段碳氮共渗工艺 - Google Patents

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Abstract

齿轮二段碳氮共渗工艺,第一段渗碳,温度880℃±10℃,渗剂可以是甲醇、煤油、微量氨气,时间为2.5～3.5小时;第二段碳氮共渗,温度840℃±10℃,渗剂为煤油、氨气,时间为4～4.5小时;共渗后820℃±10℃直接淬火,并低温回火。经本工艺处理的齿轮,变形小,产品合格率高,接触疲劳强度及耐磨性等机械强度高,工艺简单,节约能源,生产效率高。

Description

齿轮二段碳氮共渗工艺
本发明涉及一种齿轮二段碳氮共渗工艺，用于机车变速箱齿轮表面强化。传统的渗碳工艺见图1，经过"渗碳、正火、高温回火、淬火、低温回火"等一系列过程，现场暴露了许多问题：变形大，机加工困难，合格率低，传动精度差，噪声大；工艺时间长，效率低，能耗大；齿轮服役期内过早疲劳剥落，硬化层性能差。
本发明的任务是，提出一种齿轮二段碳氮共渗工艺，要求变形小，合格率高，能耗小，周期短，强化效果好。
本发明的技术方案是一种齿轮二段碳氮共渗工艺：
(1)渗碳，温度880℃±10℃，时间为2.5～3.5小时。
(2)碳氮共渗，温度840℃±10℃，时间为4～4.5小时。
(3)共渗后淬火，并低温回火。
由于二段碳氮共渗后，硬化层深达1.2mm以上，显微组织、硬度及机械性能满足设计要求，尤其变形小，工艺周期短，能耗小，产品合格率高。
经研究、反复试验与论证，因而完成了发明任务。
图1是传统应用的渗碳工艺
图2是本发明实施工艺
图3是应用本发明工艺表面碳氮浓度分布图
以下结合附图，详细叙述本发明：
传统的齿轮渗碳工艺：
渗碳920℃±10℃，时间约8-10小时，渗剂甲醇100～140d/min
煤油100～150d/min，压力30mmHg，870℃空冷
重新加热880℃±10℃，保温1.5-2小时，风冷(正火)
高温回火640℃±10℃，时间约3小时，空冷；
淬火820℃±10℃，保温时间2小时，油冷(图1)
低温回火260℃，时间6小时本发明齿轮二段碳氮共渗工艺
第一段  渗碳温度880℃±10℃，时间2.5～3.5小时，渗剂可以是
        甲醇280d/min，可以是煤油180d/min，也可以是氨气
        0.1m3/h，或者应用二者，或者三者同时使用，压力为30
        mmHg。
第二段  碳氮共渗，温度840℃±10℃，时间约4～4.5小时，渗剂
        可以是煤油：180d/min，也可以是氨气：0.25m3/h，或者
        二者同时使用，压力为30mmHg(图2)
共渗后于820℃直接淬火，低温回火，回火温度260℃时间4小时。应用上述工艺，齿轮表面硬化获得良好的效果(1)变形小，与渗碳相比，公法线长度变化平均值缩小到63.5％，而
且维持在胀大范围(+0.074～+0.136mm)。因变形小，机加工余
量相应减小，这样更能发挥齿轮热处理表面硬化性能，国内外
许多齿轮生产厂，对于控制齿轮热处理变形，采用淬火压床，这
无疑成本高，而且还由于淬火压床需要齿轮二次加热，齿轮表
面产生氧化脱碳，影响其使用寿命。(2)机械性能良好，齿面硬度达HRC58-60，渗层深达1.2mm以上，
耐磨性接触疲劳强度提高了，消除了渗碳齿轮服役期内过早疲
劳剥落现象。(3)工艺简单，周期比渗碳缩短60.80％，节约了能源。(4)机加工性能良好，磨削性能改善了，而传统碳氮共渗存在着难
磨削的问题。(5)表面碳浓度最高达0.8％，氮浓度最高达0.25％，而且浓度梯度
平缓(图3)实践证明，齿轮二段碳氮共渗是良好的表面硬化工艺。

Claims (2)

1． 一种齿轮二段碳氮共渗工艺，其特征是：(1)第一段渗碳，温度880℃±10℃，时间为2.5～3.5小时；(2)第二段碳氮共渗，温度840℃±10℃，时间为4～4.5小时；(3)共渗后淬火，并低温回火。
2．由权利要求1所述的齿轮二段碳氮共渗工艺，其特征是共渗后淬火是直接淬火，淬火温度为820℃±10℃。
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