渗碳薄厚

《加工艺 0牛期热工》2 1苇1 0

生产技术与应用

5,

薄盘类齿轮渗碳淬火变形的控制Co t o fDeo ma o o i a et p a sd rn r u it ga d Qu n h n n r l f r t n frThn Plt -y eGe r u i gCa b r￣n n e c lg o i

彭竹琴(州坊捉工学院，南郑州 4 00 )郑河 5 0 7

摘

要分析了簿盘类齿轮滓碳淬火变形原因采取改变工件袭炉方式、渭整滓碳淬火工艺参数辱措施来控1苒盘 I 9

类齿轮善碳淬火变形，果表明效果赴好。结 蓑 t饲：轮，碳；火变形齿誊谇中田分巍号 G1 6 3 T 5. 5文献标识码： B文章埔号：0 13 1 ( 0 10— 0 70 1 0 -8 4 2 0 ) 10 5—2

变速箱、矩器中的齿轮一般都需要渗碳淬火处变理。这些齿轮大多数属于薄盘类，径较小时变形较盘小，能满足使用要求，而盘径较大时则经常出现端部平面变形超差现象。对这类易变形超差的零件通常采用压床淬火加以纠正，采用压床淬火处理后端面平面但度虽满足要求而内孔往往产生涨大变形满足不了使用

轮进行全部检测，变形情况如表 2其。 ( )整渗碳淬火工艺参数在改变装炉方式的

滲碳處理技術

滲碳硬化乃表面硬化法之一種，屬於化學表面硬化法。滲碳者先於鋼之表面產生初生態之碳，而後使之滲入鋼之表面層，逐漸擴散入內部。初生態之碳乃由CO或CH4等氣體分解而得。CO之來源或由含有CO之氣體得之，或由固體滲碳劑之反應而產生於滲碳容器內，或者由含有氰化物之鹽浴得之。初生態之碳由鋼之表面擴散入內部時，鋼之溫度須增高至沃斯田鐵化溫層範圍內，使初生態之碳埂於擴散，蓋沃斯田鐵可溶解較多之〞C〞而肥粒鐵則溶解力極小，故滲碳溫度必須在Ac3要以上之溫度。以便滲碳作用得以進行。再配合各種熱處理法，使得鋼之去面生成高碳硬化心部低碳之低硬度層。使處理供具有表面硬而耐磨，心部韌而耐衝擊之性質。

一、滲碳處理之種類與特點：

（一）滲碳法之種類

滲碳法按使用之滲碳劑而可分為如下三大類：

（1） 固體滲碳法：以木炭為主劑的滲碳法。

（2） 液體滲碳法：以氰化鈉（NaCN）為主劑之滲碳法。

（3） 氣體滲碳法：以天然氣、丙烷、丁烷等氣體為主劑的滲碳法。

（二）滲碳法之比較

（1）固體滲碳法

長處：

（a）設備費便宜，操作簡單，不需高度技術。 （b）加熱用熱源，可用電氣、瓦斯、燃料油。 （c）大小工件均適，尤其對大形或

材料科学,热处理,齿轮,20CrMnTi

研究与应用!$%$&’()*"++,-(&.-/0

齿轮热处理工艺与装备专辑

深层渗碳淬火齿轮剥落原因分析

南京高精齿轮股份集团有限公司

（江苏

!"##"!）

朱百智

石

斌

马红武

郭祺龙

在某小型热处理厂经过渗碳淬火处理的大模数齿轮，在使用!个月后，多个轮齿出现了程度不同的剥落现象。本文从原材料质量状况、渗碳淬火过程和组织形态特点等方面分析了剥落现象的产生原因。

二、原材料状况

!"化学成分

在!"#$%&%’齿轮的本体上进行了取样，对其成分进行了检测，检测结果如表,所示。可以看出，齿轮材料化学成分符合34567+.(—,..!标准（大型锻件标准）要求。

表!"#$%&’&(齿轮的化学成分（质量分数）

元素含量234506/1—!//"标准要求

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一、齿轮剥落的宏观形貌

一件渗碳淬火齿轮（材料：!"#$%&%’；外径：()"**；内径：++(**；齿宽：+,"**；模数：,-；齿数：!.）在使用!个月后，,!个轮齿的齿面出现了程度不同的剥落现象，如图,、图!所示。主要表现出以下特点：

坚苎里.ehAli壅皇 jer&pa a pc R c io s t

【摘要】通过控制齿轮渗碳淬火变形的主要因素，在简单设备与简易操作条件下，通过控制工件放置方向，有

现这些高精度硬齿面齿轮国产化制造水平的提升，通过

开展科研与制造技术攻关，现已具备设计制造的高速齿轮的能力，其最大功率为4 0 k,高圆周速度为 4O0 W16 s 5 m/,齿轮制造精度为4级；重载齿轮最大功率~5

效控制了齿轮渗碳淬火变形的缺陷。

l

、

问题的提出

达6 0 k,最大传递转矩达 2 0 k m,圆周速度达 00W 0 0 N

齿轮在传动过程中要承受弯曲、冲击等载荷。齿轮产品的质量和性能，除依赖于合理而先进的设计方法外，主要决定于齿轮制造水平的高低。根据齿轮的工作条件不同，一般应满足下列几个基本要求：

3~5m s 0 0/,齿轮精度达5级。~6 大功率齿轮的高速与重载、特别是大直径辐板结构渗碳淬火生产的批量化，对制造精度提出更高的要求。一般为控制变形，常采用淬火压床、热油淬火或等温淬火等方法。然而，配置淬火压床需有一定的设备

()轮齿表面层要有足够的硬度和耐磨性。 1( )对于承受交变载荷和冲击载荷的齿轮，基体 2要有足够的抗弯强度与韧性。

成本和设备制作周期，且由于

淬透性是齿轮钢的重要特性,钢材淬透性的稳定与否对钢件热处理后变形影响很大。因此研究分析齿轮钢的淬透性具有重要的实际意义。现通过理论分析和实验,探讨了20CrMnTi渗碳齿轮钢成分对于淬透性的影响。

Z n h aj o g eY ni u

浅析 2 CMn i 0 r T渗碳齿轮钢的淬透性程雷陈清(西法士特齿轮有限责任公司，西宝鸡 7 2 O)陕陕 2 49

摘

要：淬透性是齿轮钢的重要特性，材淬透性的稳定与否对钢件热处理后变形影响很大。因此研究分析齿轮钢的淬透性具有重要的实钢

际意义。现通过理论分析和实验，探讨了 2 CMn i 0 r T渗碳齿轮钢成分对于淬透性的影响。关键词： 0 Mn i齿轮钢；透性；响 2Cr T;淬影

伴随汽车工业的发展，汽车材料的需求也正日渐增长，同时对用较复杂，淬透性影响可从 2方面解释： 1T固溶于基体，对个 () i可质量的要求也愈加严格。车工业使用的优质钢材中，汽齿轮钢占据提高钢淬透性； 2 T形成难溶粒子，而控制晶粒度，火时为 () i从淬超过 l%。目前对于齿轮钢的生产， 7需要加快齿轮钢国产进度，而新相形成提供形核质点位置，从而降低钢淬透性，外 T与 c结此 i且对尚未突破其地位的 2 C Mn i 0 r

关于《拖拉机渗碳齿轮金相检验》标准修订的说明

一、 有关渗碳齿轮金相检验标准 1. 意大利菲亚特公司标准：

经过表面渗碳硬化热处理的齿轮零件的机械性能和组织特征检验方法（Q.NL/0025）

A. 表面硬度HRC58~60 心部硬度HRC33.5~43.5 （检测部位齿根圆） B. 层深 有效硬化层深（硬度法 ），测至525HV5 处。齿根有效硬化层深应不小于节圆所示深度的70%。 C. 表面非马氏体层深≤0.01mm。

D. 金相组织检测6项：碳化物、残余奥氏体、心部铁素体、氧化层、贝氏体、显微裂纹。

2 . 汽车行业渗碳齿轮检验标准：

1）汽车渗碳齿轮金相标准BR5-74 （参照50-60年代前苏联标准） A.硬度按产品图 心部硬度检测部位2/3齿高处 B. 层深 渗碳层深法（金相法） C. 表面非马氏体层深无规定。

D.金相组织检测4项：碳化物、残余奥氏体、马氏体、心部铁素体。

2）汽车渗碳齿轮金相检验ZB T04 001-88 A.硬度按产品图 心部硬度检测部位齿根圆

B.层深 有效硬化层深法 测至515HV5 或550HV1处。 C. 表面非马氏体层深≤0.02mm。

D. 金相组织检测3项：碳化物、残余奥氏体、马氏体

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第2 8卷第 1期20 07年 2月

热处理技术与装备R HU IJS U HU EC L I HU Y Z ANG E B I

V0 . 8. . 12 No 1 F b20 e,0 7

工

艺

2 CN2 0 r iMo材料齿轮渗碳工艺改进陈云祥涂小龙郁俐，,(. 1浙江机电职业技术学院，浙江杭州 30 5; 10 3杭州 3 10 ) 123 2杭州前进齿轮箱集团有限公司热处理厂， .浙江

摘

要： 2 CN2 o将 0 ri渗碳钢材料齿轮渗碳工艺由传统的渗碳一 M缓冷一球化退火一加热淬火一低温回火，

改为渗碳后直接淬火，并从理论上分析了直淬的可行性， 0 riM为2 CN2 o的渗碳热处理工艺的改进提供了一些实践经验和理论数据。

关键词： CN2 o渗碳； 2 ri; 0 M直接淬火；碳势控制中图分类号：G 5. 1 T 168 文献标识码： B文章编号：6 3- 9 120 )1- 0 2—0 17 4 7 (07 0 03 2

I r v me to O Ni M o Ge r Ca b n z to r c s mp o e n f2 Cr 2 a r o ia in P o

第18卷　第1

期　　　　太　原　重　型　机　械　学　院　学　报

1997年3月　　　　JOURNALOFTAIYUANHEAVYMACHINERYINSTITUTE.18　№.1VolMar.1997

20CrMnTi钢高温组织变化规律与

最佳渗碳温度选择

赵利平　　　　　　　包　河

(山西矿业学院,太原030024)　(,摘　要　,并在变温增强短周nT;;　渗碳温度

中图分类号　TG156.8

0　引言

滴入式渗碳由于其温度高、周期长,是一种高能耗的表面热处理工艺。近年来,国内外都一直在寻求缩短渗碳周期、提高零件使用寿命的高效低耗渗碳工艺[1～5]。到目前为止,比较有代表性的是提高渗碳温度和高低温度循环渗碳,以提高渗碳速度,缩短渗碳周期。

由于传统的渗碳温度都比较高(>900℃),提高渗碳温度会大大增加渗碳钢晶粒的粗化趋势,而恶化心部组织,促进过共析渗碳层形成网状碳化物;所以,每一种渗碳钢都有一个最佳渗碳温度范围。本文是针对渗层深度 为2.2～2.5mm的20CrMnTi钢制齿轮,采用渗碳正火后,再重新加热淬火的、预防渗碳层磨削时形成裂纹而做的实验,对更好地使用20CrMnTi渗碳钢,选择最佳节能渗碳温度和渗碳时间,有一定的实际意义。

1　

实验材料及方法

渗碳淬火后ITP超差怎么解决？

最近公司接到一批USA客户齿轮轴类定单，材料SAE8620H（兴澄），外径φ55mm,渗碳层渗度ECD＝0.8-1.05mm。金相组织上有一项要求：

ITP 组织：5％maximum at ECD/2 at pitch / 5％maximum at ECD/4 at root ITP－intermediate transformation products 翻译为：中间转变产物

处理结果：ECD、表面碳化物、残奥、IGO（内氧化）都合格，但就是齿根ITP不合格（0.15mm）. 工艺：910℃／1.05Cp+860℃/0.85Cp 出光US油／60℃ 40Hz搅拌 碳片检测误差：设定0.85/检测0.83(燃烧法) 渗碳淬火后ITP超差怎么解决？

可以从以下方面考虑以下。1，装炉量和装炉的间隙。2，提高淬火油的温度至80--85度。3，再提高搅拌的烈度。。。。。我们的8620H钢是采用这样的工艺的。。供参考

主要是淬火冷却能力不足引起，适当减少装炉量，提高搅拌速度，有条件的话可以换用冷却速度更快些的油。

US油已经是日本出光公司进口原装油中最快的了。

也就是说是超速油了1.减少装炉量.2.温度设在油使用

详细介绍

材料和热处理工艺因素对渗碳淬火齿轮畸变的影响

郑州机械研究所（河南 450052）顾 敏

目前在硬齿面齿轮制造中，渗碳淬火是主流的工艺方式，除了工艺周期长外，其存在的突出技术问题就是齿轮的畸变。影响渗碳淬火齿轮畸变的因素很多，其中

主要包括齿轮结构尺寸、材料种类及锻件质量、机械加工流程方式、热处理及渗碳淬火工艺等因素。这些因素，如结构尺寸、材料等是特征性固定的因素，而冷热加工工艺则是过程性的因素。一般而言，对于特征性因素引起的齿轮畸变，通过变形规律的总结，较易进行有效的控制；而过程性因素由于存在许多不确定，因而是控制齿轮畸变的难点。其中，无疑热处理工艺过程对于齿轮的畸变是最为主要的因素。

合理选材是提高齿轮寿命的重要因素之一，也是减小变形的重要措施。原材料的纯净性、均匀性、淬透性（简称为“三性”）三者是影响渗碳淬火齿轮畸变的主要材料因素。纯净性是指钢的成分符合标准或设计要求时，钢中杂质含量的多少。均匀性包括成分、组织和缺陷分布的均匀性。化学成分分布不均便产生偏析，渗碳淬火后偏析部分的组织和应力与别处不一样，这样产生额外的畸变就不可避免。带状组织也是组织不均匀的一种表现，常常引起畸变增大。

材料的淬透性包括两个方面：一是淬透性的高低，二是淬透性