齿轮渗碳热处理时,需要注意以下几个方面:
零件的预处理
加工精度:渗碳前齿轮的加工精度要符合要求,尤其是齿形、齿向等关键指标,避免因前期加工误差导致渗碳后无法通过热处理纠正。
表面质量:齿轮表面应无油污、氧化皮等杂质,否则会影响渗碳介质与零件表面的接触,导致渗碳不均匀。一般需要进行脱脂、酸洗等预处理工序。
预先热处理:通常在渗碳前进行正火或调质等预先热处理,以获得均匀的原始组织,切削性能,并为后续渗碳热处理做好组织准备,提高渗碳质量。
渗碳工艺参数控制
温度:渗碳温度一般在900-950℃之间。温度过高,会使晶粒长大,降低齿轮的韧性和强度;温度过低,则渗碳速度慢,生产效率低,且渗层深度不足。
时间:渗碳时间根据所需渗层深度来确定。时间过短,渗层达不到设计要求;时间过长,不仅生产效率低,还可能导致渗层组织过厚、碳浓度过高,使齿轮脆性增加。
碳势:碳势是渗碳过程中的关键参数,它直接影响渗层的碳含量和组织。碳势过高,会在齿轮表面形成大量块状或网状渗碳体,降低齿轮的韧性和性;碳势过低,渗层碳含量不足,无法满足硬度和强度要求。实际生产中,需根据齿轮材料、渗层深度和性能要求等因素,通过氧探头等仪器控制碳势。
淬火工艺控制
淬火温度:渗碳后淬火温度的选择要考虑齿轮的材料、渗层组织和性能要求等因素。一般来说,淬火温度应保证获得细小的马氏体组织,同时避免因温度过高导致晶粒长大或出现过热组织。
淬火冷却速度:冷却速度要适中,冷却过快,会产生较大的淬火应力,导致齿轮变形甚至开裂;冷却过慢,则不能获得足够的硬度和良好的组织,影响齿轮的性能。通常采用油冷或分级淬火等方式来控制冷却速度。
回火工艺控制
回火温度:回火温度通常在150-200℃之间,对于一些对韧性要求较高的齿轮,回火温度可适当提高。回火温度过低,不能淬火应力;温度过高,会使齿轮硬度下降过多,影响其性和强度。
回火时间:回火时间要足够,以确保淬火应力充分,组织稳定。一般回火时间为1-3小时,具体时间根据齿轮的尺寸、材料和淬火后的组织状态等因素确定。
质量检测与控制
渗层深度检测:采用金相法、硬度法等检测渗层深度,确保渗层深度符合设计要求。在生产过程中,要定期对齿轮进行抽检,及时发现和调整渗碳工艺参数。
硬度检测:对齿轮的齿面、心部等部位进行硬度检测,齿面硬度应达到设计要求的范围,以保证齿轮的性和性能;心部硬度要适当,以提供足够的强度和韧性。
金相组织检测:观察渗层和心部的金相组织,如马氏体、残余奥氏体、渗碳体等的形态、数量和分布情况,判断组织是否符合要求。例如,马氏体组织应细小均匀,残余奥氏体含量要控制在范围内,避免出现粗大的马氏体或过多的残余奥氏体,影响齿轮的性能。
变形控制:测量齿轮的变形量,包括齿形、齿向、公法线长度等参数的变化。对于变形超标的齿轮,要分析原因并采取相应的措施进行纠正,如调整工艺参数、改进装夹方式等。