[發明專利]合金鋼蝸桿的節能快速離子滲氮工藝

在審

• 申請號: 201811060001.X
• 申請日: 2018-09-12
• 公開（公告）號: CN108728788A
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 趙文韜
• 申請（專利權）人: 天津華盛昌齒輪有限公司
• 主分類號: C23C8/38
• 分類號: C23C8/38;C23C8/26
• 代理公司: 天津盈佳知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 12224
• 代理人: 張淑華

本發明是本發明提供合金鋼蝸桿的節能快速離子滲氮工藝，包括的步驟有：第一步：對合金鋼蝸桿工件進行超聲波清洗，去除合金鋼蝸桿工件表面的油污；第二步：將工件裝入離子滲氮爐后，將離子滲氮爐抽成真空狀態；第三步：對離子滲氮爐通電，抽真空使爐壓低于150Pa，通入直流電壓500～600V打弧，通過等離子轟擊工件表面去除表面油污；第四步：升溫至350℃；第五步：通入一定量空氣，保溫2小時；第六步：通入氨氣進行工件表面離子滲氮；第七步：冷卻。本發明可以節省整體滲氮時間6h，時間縮短20％，節約了電能和氨氣20％～25％。

技術領域

本發明涉及離子滲氮領域，尤其涉及合金鋼蝸桿的節能快速離子滲氮工藝。

背景技術

離子滲氮是利用高壓電場在稀薄的含氮氣體引起的輝光放電進行滲氮的一種化學熱處理方法。它是在專用的離子滲氮爐，在低真空度狀態下以工件為陰極、爐壁為陽極接通高壓直流電，使爐內的氣體轉變為等離子態，使含氮等離子不斷轟擊工件表面使其加熱，同時有一部氮原子滲入工件表面，達到滲氮的效果。

蝸桿是指具有一個或幾個螺旋齒，并且與蝸輪嚙合而組成交錯軸齒輪副的齒輪。其分度曲面可以是圓柱面，圓錐面或圓環面，有阿基米德蝸桿、漸開線蝸桿、法向直廓蝸桿、錐面包絡圓柱蝸桿四種類別。

蝸桿離子滲氮要求滲氮層深＞0.4mm，通常需要用時30h左右。其中在滲氮保溫階段通常需要長達24h，耗電多，用時長，效率低下。

為此，設計合金鋼蝸桿的節能快速離子滲氮工藝，解決以上問題。

發明內容

本發明的目的在于通過調整工藝參數縮短滲氮溫度保溫時間，以縮短整體滲氮時間，提高效率節約能源。

為實現上述目的，本發明提供合金鋼蝸桿的節能快速離子滲氮工藝，包括的步驟有：

第一步：對合金鋼蝸桿工件使用超聲波清洗機進行清洗，去除合金鋼蝸桿工件表面的油污；將合金鋼蝸桿工件放入滲氮爐內；

第二步：將合金鋼蝸桿工件作為陰極，爐壁作為陽極，并滲氮爐抽真空至150Pa以下；

第三步：接通滲氮爐兩極直流電，在150Pa、電壓500～600V條件下，通過等離子轟擊對合金鋼蝸桿工件進行打弧；合金鋼蝸桿工件表面受到等離子轟擊產生濺射，工件表面的油污、氧化物隨之去除，因而得到凈化；

第四步：打弧結束后，逐漸增加兩極間電流(根據裝爐量)至20～50A使工件升溫；

第五步：升溫至350℃后，提高電壓至700～800V，補充適量空氣，使爐壓升至200～250Pa，至工件表面有白色輝光層。在此溫度保溫2小時，在此期間高能的等離子態氧轟擊工件表面使其產生晶格畸變及位錯，為后續滲氮做鋪墊；

第六步：升溫至520℃同時通入氨氣使工件進行離子滲氮，在爐內氨氣分解，工件殘留的氧化物可以被氨氣中分離的氫有效的去除，與此同時氮原子便可以更快的形成氮濃度很高的滲氮鐵促進滲氮的進行。在此溫度保溫16小時，控制爐內壓力在200～300Pa，輝光厚度3～5mm。與傳統工藝相比此方法可縮短6小時保溫時間，達到滲氮硬度及深層大于0.4mm的技術要求。

第七步：完成后合金鋼蝸桿工件隨離子滲氮爐冷卻至150℃出爐。

本發明的有益效果是：

本發明所述的合金鋼蝸桿的節能快速離子滲氮工藝，通過等離子態氮轟擊合金鋼蝸桿工件表面，可縮短6h滲氮及保溫時間，達到合金鋼蝸桿工件的目標滲氮硬度和層深大于0.4mm的技術要求。

通過本發明可以節省整體滲氮時間6h，時間縮短20％，節約了電能和氨氣20％～25％。

附圖說明

圖1為本發明所述的合金鋼蝸桿的節能快速離子滲氮工藝的工藝溫度曲線示意圖。