摩托车齿轮的气体碳氮共渗工艺

使用性能 良好 ，充分表明采用气体碳氮共渗完全能
满足产 品要求。ＭＷ （０ ２ ２ ７ ２ １０ ０ ）
参 … 磊
整
； ３ １
１１ ％， ． ５ ＝ ． ～０４ ０２ ％ ． ％。为 了获 得 较佳 的渗 层 成
渗层深度 表面硬度 心部硬 度 圆跳动量
／－￣ ｎ ａ ＨＲＣ ＨＲＣ ／ ｍｍ
０４ ． ．～０６
≥５ ５
２ ４～３ ８
≤０Ｏ ． ６
分 ，又考虑到要尽量减少齿轮淬火时的变形 ，经多 次试验最后确定采用 （６ ±２ ）℃。 ８０ ０ （ ）碳 氮共 渗 保温 时 间 ３ 在碳 氮 共 渗温 度
氮 共渗 ，用 滴量 器 对液 体 介 质 流量 进 行控 制 。碳 氮
（ ）碳氮共渗后淬火 齿轮在 （６ ±２ ）℃ ６ ８０ ０
下 进 行碳 氮 共 渗 ，直 到 共渗 保 温 阶段 结 束 ，检 查试
样共渗层深度合格后就出炉直接淬火 ，５ ～８ ￣ ０ ０ Ｃ油 温冷透 ，效果 良好。 （ ）回火 齿轮经碳氮共渗及淬火后 ，必须进 ７ 行低温回火 ，温度 （８ ±２ ）℃，空冷。 １０ ０
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摩托车齿轮的气体碳氮共渗工艺
长林集 团长林机器公 司 （ 江西新 余 ３ ８ ２ ） 钟翔 山 钟 礼耀 ３ ０ ９
齿 轮 是 机 械 传 动 中的 主 要 部 件 ，我 厂 在 接 受
化情况是 ：在共渗 层中碳量随温度升高而增加 ，氮
量 反 之 。而 共 渗 层 中碳 原 子 分 布 变 化 情 况 是 ：碳
Ⅱ轴 Ⅱ 速齿轮 ０ ２ ． ２ ～３ ５ ～６ ０ ４ ～０ ５ ． ～０ ６ ４ ６ ８ ２ ． ５ ． ８ ４ ４ ０ ０
３ 生产 中曾出现 的问题及补救措 施 ．
我公司生产齿轮近五年，齿轮热处理质量稳定 ，
但也 出现过共渗层硬度偏低、共渗 层浅等问题 ，经
采取措 施 ＪＮ地 解决 了问题 ，确保 了产 品质量 。 Ｉ ｌ ￣
救 ，延 长 保 温 时 间 ，能达 到 满 意 的效 果 。
Ｉ轴 Ｉ速齿轮 ０４ ～０４ ２ ～３ ５ ～６ ００ １ ． ４ Ｉ ．２ ．５ ５ ７ ８ １ ．４ ～００ ５
４ 结语 ． 生 产的７ 种齿轮经 多次抽件切割考核 ，质量稳 定 ，又经多次 装配试车考核证实，经上述热处理工 艺生产的齿轮具有较高的接触疲劳强度和耐磨性 图１ 某带花键齿轮轴
有效硬化层深 齿面硬度 心部硬度 齿／ 键 部位 同轴度 肖要求 磨 Ⅱ
／ ｍ ｍ ＨＲＣ ＨＲＣ
／ａｉ ｌ ｎ
（）技术参数 ２
齿轮轴技术参数如表 １ 所示。
．
表 １ 齿轮轴技术参数
部位 法 向模数 齿数 分度圆 公法线 精 度等级 皿ｎ 】 Ｚ 螺旋角 卢 长 度Ｗｋ
／ ｍｍ ＨＲＣ ＨＲＣ ／ ｍ ａ ｒ
（ ）硬度偏低 共渗阶段未严格控制煤油和三 １ 乙醇胺流量 （ 即每分钟滴数 ），易导致齿轮表面硬 度偏低 。重新在 （６ ８０±２ ）℃对齿轮进行碳氮共 ０
渗 处 理 ，按 具 体情 况 调 整煤 油 和 三 乙醇 胺 的流 量 ， 同时 调整 保 温 时 间 ，齿轮 质量 改善 效 果较 好 。 （ ）共 渗 层 浅 ２ 碳 氮 共 渗 阶 段 保温 时 间短 ，
Ⅱ轴 Ⅲ速 齿 轮 ０４ ～０４ ２ ～３ ５ ～６ ００ １ ． ６ ． ２ ． ５ ３ ５ ８ ３ ． ～００ ４ ５ Ｉ轴 Ｉ 齿 轮 ０４ ～０４ ２ 速 ． ２ ． ５ ４～３ ５ ～６ ００ ２ ． ７ ６ ８ １ ． ～００ ４ ５
易导致齿轮表面共渗层浅 。经重新进行碳氮共渗补
每
（ ）技术要求 齿轮 轴技 术要求如表３ ４ 所示 。
：— —
３１ ８
３５ ４
３） （ Ｏ
２ ５ ０ ７ ５ ３４ １
力学 性 能 要 求 ：
５
≥１ ８ Ｍ Ｐ ； ０ ０ ａ
≥７ ５ ａ ８ ＭＰ ；
≥ ８ ；ｌ ≥ ３ ％ ｆ ， ５；ＡＫ ≥ ４ Ｊ ｖ ７。
Ｉ １速齿轮 ０４ ． 轴 Ｉ ．～Ｏ６ 起动齿轮 Ｏ２ ． ＿～０３ ５ Ｉ轴 Ⅲ速齿轮 Ｏ４ ． Ｉ ．一Ｏ７ Ｉ轴 Ｉ 齿轮 ０４ ． 速 ．～０６ Ⅱ轴 Ｉ 齿轮 Ｏ４ ． 速 ．—０６
１轴 Ｉ速 齿轮 Ｏ４ ． １ Ｉ －—０７
≥５ ８ ≥５ ５ ≥５ ８ ≥５ ８ ≥５ ８
０４ ～０４ ２ ． ２ ． ５ ４～３ ５ ～５ ００ ６ ． ５ ８ ６ ９ ． ～００ ３ ４
Ｉ轴 １速齿轮 ０４ ～０４ ２ —３ ５ ～６ ００ ｌ ． ６ Ｉ ． ２ ． ５ ４—４ ８ １ ． ～００ ４ ５ 起动齿轮 Ｏ３ ～Ｏ３ ２ ～３ ５ ～５ ００ ３～００ ４ ． Ｏ － ５ ２ ２ ６ ８ ．４ ． ５
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花键齿轮轴热处理工艺优化
宁波 东力传动设 备有 限公 司 （ 江 浙 ３ ０ ３ 牛 万斌 １ ３） ５ 张华武
理 质量 达到 了技 术要 求 。
１ 热处 理工艺参数的确定 ．
根 据 产 品 的要 求 ，制订 的 零 件 工艺 流 程 为 ：调
阶段煤油和三乙醇胺的流量 比例 ，由工人通过控制
每 分 钟 的滴 数来 控 制 ，从 而确 保 共渗 层的 质量 。
质一制成直齿轮一气体碳氮共渗一淬火 ＋回火。 我厂采用滴注井式 气体渗碳电阻炉进行气体碳
１５ ２ 摩托车齿轮的生产任务 中共有７ 种齿轮 ，均采用 低合金钢２ｃ １ｎ ｉ ０ ｒＩＴ制成 ，技术要求如表１ ｖ 所示 。
表１ ７ 种摩托车齿轮的技术 要求
零件名称
主动 齿 轮
原子的穿 透深度随温 度的升高而加 大 ，氮原子反 之。在碳氮共渗层中成分要求一般是 ：Ｗ ＝ ． ０８ ％～
与 三 乙 醇胺 的 比例 很 重要 ，是 决 定共 渗 层 质量 的 关 键 。经过 反 复对 比试验 ，确 定采 用 １ ． ：５ ２ 为碳 氮 共渗
于受生产设 备限制 ，我厂采用上 海 电炉厂生 产的 ＲＱ 一 ６—９ ｚ ０ 式滴注 井式气体渗碳电阻炉进行气体 碳氮共渗。经多次试验和批量生产证实，齿轮热处
定７ 种齿 轮碳 氮 共渗 的最 佳保 温 时 间是４ ｈ ～６ 。
为提 高齿轮的接触疲劳强度及抗咬合 、抗擦伤
性 能 ，要 求 齿 轮 经 调 质 处 理 后 进 行 碳 氮 共 渗 。 由
（ ）碳氮共渗剂的选用 为保证齿轮碳氮共渗 ４ 的质量 ，并提高企业经济效益 ，采用煤油和三乙醇 胺作气体碳氮共渗工艺用的共渗剂。 （ ）碳氮共渗剂 比例 对于碳氮共渗剂 ，煤油 ５
齿 面 无 ≤１ ． ０ 磨 削裂纹
二、差值渗碳法工艺尝试
１ 差值渗碳 法 ．
从 上 述 参 数 和技 术 要 求 可 以 看 出 ，花 键和 轮 齿
碳氮共渗 层深度分别按每炉１ ％抽样检查 ，对变形 ０ 项 目全部进行检验 ，结果如表２ 所示。
表２ 批 量生产检验结果
零件名称 主动齿轮 渗 层深度 心部硬度 表面硬度 圆跳动量
≥５ ８
２ ４～３ ８ ２ ４～３ ８ ２ ４～３ ８ ２ ～３ ４ ８ ２ ４～３ ８
２ ４～３ ８
≤０Ｏ ． ６ ≤Ｏ０ ． ６ ≤００ ３ ．６ ≤００ ３ ．６ ≤００ ．６
≤００ ３ ．６
（６ ±２ ）℃下 ，用共渗剂煤油 ＋三乙醇胺进行 ８０ ０
碳氮共渗 ，经在保温时间内进行抽样切割检查 ，确
一
、
齿轮轴概况
工 件外 形及 尺寸如 图１ 所
（ ）齿轮轴材料 采用２ Ｃ Ｎｉ Ａ，化学成 ３ ０ｒ ２ Ｍｏ
分 见表 ２ 。 表２ ０ ｒｉ ｏ ￣实测化学成分 （ ２ ＣＮ Ｍ Ａ ２ 质量分数 ） （ ％）
（ ）齿轮 轴结 构 １
不 。
Ｃ ｆ Ｓ ｆ Ｍｎ Ｓ ｆ Ｐ ｆ Ｃ ｆ Ｎ ｆ Ｍｏ ｉ ｆ ｒ ｉ ０１ 】０２ ｌ０９ ｌ ．１ ． ｌ ． ｌ １ ５ ０２ ．９ ．７ ．８ ０ ７ １ ０ ０６ ． １ ．３ ０ ０ ２ ２ ９
２ 批量 生产及效 果 ．
上述热处理工艺经多次试验和抽件切割检查证 实 ，能满足零件的技术要求。检查合格的齿轮经装 配和试车考验证实使用性能良好 ，于是进入批量生 产 。批量生产后的齿轮对其心部硬度、表面硬度及
（ ）碳氮共渗温度 碳氮共渗中的温度是决定 ２ 渗层质量的主要影响因素 ，其碳氮浓度随温度的变
轮齿部分 花键部分 ２ ０ ６ ２ ７ ９ ７ ６ 。２ ４ ５ ５ ２ ４９ ４ １． ７ １０４ １ ７． ４ ６ ＨＪ ５ ｆ
轮 齿 部 分 ２８ ． ．～３５ 花键部分 １ １ ． ～１７
５ ７～６ ３ ～４ ｌ ５ ０
５ ～６ ３ —４ ７ ｌ ５ —０
共渗质量完全依靠操作工人对滴数 、火焰进行严格 控制 。具体热处理工艺参数如下 ： （ ）调质 根据材料与硬度要求 ，确定调质温 １ 度为 （７ ±２ ）℃，采用５ ～８ ℃的２ 号机油进 ８０ ０ ０ ０ ０ 行冷却 ；回火温度 （６ 士２ ）℃，空冷至室温 。 ６０ ０
调 质后 工 件硬 度 为２ ～３ Ｈ Ｃ。 ４ ８Ｒ