[其他]微氮中溫氣體滲碳工藝

在審

• 申請號: 101985000000188
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85100188B
• 公開（公告）日: 1988-09-07
• 發明（設計）人: 林建生;駱光林;張振華;吳明昭
• 申請（專利權）人: 陜西機械學院
• 代理公司: 陜西省發明專利服務中心
• 代理人: 孫楓

微氮中溫氣體滲碳是鋼件表面硬化新工藝。普通滲碳淬火后鋼件變形較大，碳－氮共滲后易出現異常組織，使鋼件壽命降低。本發明采用了合理的滴劑、工藝和其他措施；處理后鋼件表面不出現異常組織；齒輪精度損失在一個級差以內，花鍵孔精度高于Ｄ４．５；從動螺旋罐齒輪的不平度和橢圓度小于０．２０ｍｍ。滲層厚度為０．５０～２．００ｍｍ的鋼件都可采用本發明。

本發明是鋼件表面強化新工藝，適用于硬化層厚度為0.5～2.0毫米的零件和工模具。

普通滲碳在約920℃溫度下進行，鋼件變形較大。中溫滲碳和碳-氮共滲常用溫度為820～880℃，有利于減少變形。但是，中溫滲碳因溫度低，滲速比普通滲碳低25-50%;而碳氮共滲存在著目前尚未解決的氮勢控制問題，若滲層內氮含量過高，則出現異常組織，使旋轉彎曲疲勞和接觸疲勞分別降低1/2和1/3，鋼件使用壽命大幅度降低。

1984年洛陽拖拉機研究所和常州齒輪廠在“東風-12型手扶拖拉機齒輪熱處理的變形控制試驗報告”中指出：農機齒輪行業工藝難點調查中發現，普遍存在著熱處理變形造成齒輪精度降低2-3級的質量問題;減少和控制齒輪花鍵孔變形是長期以來存在的一個難點，國內的拖拉機齒輪的花鍵孔一般還難于達到D4.5精度，為此，機械工業部把減少和控制滲碳齒輪的熱處理變形列為重點攻關項目。該研究表明，中小模數齒輪宜采用20CrMo鋼;淬透性應控制在J30-60/9范圍內;正火后齒坯合適的硬度為HB160～180;剃齒刀應修正，以進行反變形加工達到補償熱處理造成的變形;采用碳-氮共滲和熱油分級淬火;滲層控制在0.60-1.00毫米。采用上述諸措施后，齒輪熱處理后精度損失可控制在1-1.5級（主要是齒向），但齒輪心部硬度低于HRC33。

從動螺旋錐齒輪具有環狀或圓盤狀的外形，輪齒呈螺旋狀，各部位截面厚度相差懸殊，熱處理后出現嚴重的撓曲、橢圓度和螺旋角變化。為了減少變形，此類齒輪滲碳后都采用模壓淬火。BacuИbeb等人提出采用各種結構的淬火壓床以減少該類齒輪熱處理變形的模壓淬火的試驗結果（MИTOM1983、ИO、3、2-4）。模壓淬火不僅需要淬火壓床;制造壓模;逐件施壓淬火，生產效率低;而且齒形和齒向仍有較大變形，使主、從動齒輪配對發生困難。減少該類齒輪熱處理變形的模壓淬火的試驗結果（不施外加壓力）是熱處理研究者長期以來探索的課題。

本發明的目的是提出一種具有較高滲速、不出現異常組織、更高力學性能、有利于減少和控制齒輪等復雜形狀鋼件變形的滴劑、工藝和其他措施等;實現螺旋錐齒輪滲碳后自由淬火的表面強化方法。

本發明是以滲碳為主的表面硬化工藝，向滲碳氣氛中添加少量供氮組分的目的是為了改善碳由氣氛向鋼件表面傳遞的動力學特性，并使滲層含有微量的氮，以增大碳在γ-Fe中的擴散系數及提高滲層的淬透性和避免淬火中在滲層內出現屈氏體。本發明處理后鋼件的表面碳和氮含量分別為0.75～0.95%C和≤0.10%N（通常為0.02～0.03%N）。