齿轮渗碳淬火工艺培训讲义(1)

齿轮渗碳淬火工艺培训讲义

一、齿轮受力状态及失效形式：

1、受力状态：齿面摩擦力、齿面接触应力和齿根弯曲应力。

2、失效形式：

齿面剥落：表面网状碳化物和渗碳过渡区拉应力是造成齿面剥落的原因。

麻点：齿面金属的塑性变形和齿面的摩擦力导到齿面产生疲劳裂纹，润滑油挤入加速裂纹扩展，由此而产生麻点。

断裂：表现为断齿或断轴，原因为齿轮基体强度不夠。

二、齿轮渗碳淬火通用技术要求：

1、对原材料的要求要：

根据不同使用要求对材料疏松、成份偏析、非金属夹物、带状组织、原始晶粒度和材料淬透性等均有不同级别要求。

2、对预备热处理组织状态和热处理硬度的要求：

包括组织状态、基体硬度、晶粒度等。

3、对最终热处理质量的要求：

包括渗碳淬火表面硬度、渗碳层深度和渗层金相组织、工件基体组织及硬度、强度等。

三、齿轮渗碳淬火工艺规程：

1、渗碳淬火齿轮(低速重载和高速齿轮) 选材：

2、渗碳齿轮工艺流程：锻造---正火---机加工---渗碳淬火---精加工---强力喷丸。

3、齿轮渗碳淬火技术要求：

4、正火热处理：

5、齿轮渗碳工艺：

渗碳淬火工艺曲线

温度

时间

6、使用设备： 可控气氛多用炉。

7、装炉工装及装料方式：详见附图。 （1）使用工装：

工装料架应为抗渗碳、抗热疲劳、高温具有高强度的高Ni-Cr 含量材质的工装。工装结构视工件大小、结构特征而定。工装的结构应保证工件加热、冷却均匀，有利于减小工件淬火变形。

（2）、装料方式：

一般齿轮类工件垂直挂装，套类齿轮多层碼放。工件间应留有一定间隙，以保证不同工件和相同工件不同部位加热和冷却均匀。

滚动件均匀、薄层应平摊于料筛底部，采用多层料筛叠放装料的形式较好。 8、淬火介质及淬火冷却方式：

（1）、淬火介质采用德润宝或好富顿淬火油较好。因为这类淬火油蒸气膜持续时间短，蒸气薄且厚度均匀，奥氏体不稳定区冷速较高，有利于避免其产生非马转变；马氏体转变温度下的冷却速度较慢，有利于减小工件淬火应力和淬火变形。

（2）、淬火介质的搅拌强度和循环方向：

选择强力向下搅拌为宜，但最终应根据工件淬火效果确定。

（3）、淬火油温度和工件冷却时间：

淬火油温选择60℃为宜，淬火冷却时间参照不同工件现有淬火冷却时间确定即可。在淬火油品相同的情况下，易普森箱式炉淬火冷却速度和淬火冷均匀性较好。

（4）、工件淬火后的清洗：

淬油工件出炉后，应及时送入清洗机中进行清洗。工件的清洗温度为60-80℃，清洗液的深度根据工件清洗效果而定。

（5）、冷处理：

为减少淬火工件的残奥量，重要齿轮件可进行-80℃左右的冷处理。

9、回火工艺：

渗碳淬火后，工件中存在较大的淬火应力，易使工件发生开裂或淬火变形。及时回火可有效减少内应力和变形量。最为重要的是通过回火处理可使工件获得好的综合力学性能。

（1）、回火温度：

150-200℃为宜，具体情况应视工件硬度要求和强度要求而定。

（2）、保温时间：

最大程度减少工件内应力，回火时间相对要长一些。根据经验和工件技术要求而定。

四、热处理质量检验：

1、工件表面硬度：HRC56-64，采用洛氏硬度计或里氏硬度计检验。

2、有效硬化层深度：采用显微硬度计进行检验

3、显微组织：渗碳层显微组织应为针状马氏体加少量残余奥氏体，碳化物不允许超出标准。心部组织为马氏体加贝氏体组织，允许少量的或不允许有游离的铁素体。

4、基体力学性能：抗拉强度、冲击韧度。

5、变形量：齿轮的变形主要表现为齿圈及端面跳动量增大；轴类工件主要表现为弯曲变形；但变形量不应超过加工余量三分之二。

6、淬火裂纹及其它缺陷：裂纹是通过探伤方法进行检验的。表面脱碳通过金相方法进行检验。