[發(fā)明專利]發(fā)動(dòng)機(jī)氮化齒輪表面硬度、粗糙度及白層深度的精確控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011257863.9
• 申請(qǐng)日: 2020-11-11
• 公開（公告）號(hào): CN112442650B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐夢(mèng)蘭;李棟;張志華;曹永香
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)航發(fā)中傳機(jī)械有限公司
• 主分類號(hào): C23C8/26
• 分類號(hào): C23C8/26;C23C8/02;C23C22/00;B23F5/02
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 朱偉雄

本發(fā)明提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)氮化齒輪表面硬度、粗糙度及白層深度的精確控制方法，包括如下步驟：(1)對(duì)氮化齒輪進(jìn)行穩(wěn)定處理；(2)磨齒；(3)進(jìn)行磷化處理；(4)在K_N為0.8～1.0的條件下進(jìn)行第一氮化處理，然后在K_N為0.2～0.4的條件下進(jìn)行第二氮化處理。本發(fā)明的方法對(duì)于表面硬度、粗糙度和白層深度及氮化深度均能精確控制，該工藝簡(jiǎn)單，且處理后的工件質(zhì)量穩(wěn)定，適于大規(guī)模的批量生產(chǎn)應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種30Cr3MoA鋼發(fā)動(dòng)機(jī)氮化齒輪淺層氮化表面硬度、粗糙度及白層深度的精確控制方法。

背景技術(shù)

30Cr3MoA鋼是航空產(chǎn)品中常用的氮化齒輪鋼，經(jīng)氮化后表面可獲得高硬度硬化層，而且具有優(yōu)良的強(qiáng)韌性配合。

該材料屬于常用氮化材料，依據(jù)國(guó)外及國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，氮化前需進(jìn)行表面活化才可以保證零件表面氮化層深度的均勻性，氮化后表面硬度可達(dá)HV800以上，但隨著表面活化，零件氮化表面粗糙度會(huì)增加。且航空產(chǎn)品中涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪零件，該零件為氮化零件，與之配合的為滲碳零件，氮化零件硬度普遍高于滲碳零件，兩者存在硬度差，且零件氮化表面存在高硬度氮化白層。現(xiàn)有一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)的氮化齒輪設(shè)計(jì)要求氮化深度0.1～0.2mm，表面硬度≥800HV(64HRC)，白層深度依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)≤0.015mm，與之配合的滲碳齒輪表面硬度要求為58-63HRC，當(dāng)減小氮化齒輪的粗糙度、控制表面硬度、降低白層深度，有助于延長(zhǎng)氮化齒輪與滲碳齒輪組合的齒輪副使用時(shí)間。但是當(dāng)降低白層深度時(shí)，難以讓表面硬度和氮化深度達(dá)到零件本身技術(shù)圖樣要求。且處理過程中，往往存在質(zhì)量難以穩(wěn)定控制，可重復(fù)性差等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種提供工藝簡(jiǎn)單、適用于大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用且處理后工件質(zhì)量穩(wěn)定的發(fā)動(dòng)機(jī)氮化齒輪表面硬度、粗糙度、白層深度精確控制方案，在滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的前提下以改善氮化齒輪與滲碳齒輪的嚙合條件。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

發(fā)動(dòng)機(jī)氮化齒輪表面硬度、粗糙度及白層深度的精確控制方法，包括如下步驟：

(1)對(duì)氮化齒輪進(jìn)行穩(wěn)定處理；

(2)磨齒；

(3)進(jìn)行磷化處理；

(4)在K_N為0.8～1.0的條件下進(jìn)行第一氮化處理，然后在K_N為0.2～0.4的條件下進(jìn)行第二氮化處理。

上述的發(fā)動(dòng)機(jī)氮化齒輪表面硬度、粗糙度及白層深度的精確控制方法，優(yōu)選地，步驟(4)中，所述第一氮化處理的溫度為480℃～500℃。

上述的發(fā)動(dòng)機(jī)氮化齒輪表面硬度、粗糙度及白層深度的精確控制方法，優(yōu)選地，步驟(4)中，所述第一氮化處理的時(shí)間為7～9h。

上述的發(fā)動(dòng)機(jī)氮化齒輪表面硬度、粗糙度及白層深度的精確控制方法，優(yōu)選地，步驟(4)中，所述第二氮化處理的溫度為480℃～500℃。

上述的發(fā)動(dòng)機(jī)氮化齒輪表面硬度、粗糙度及白層深度的精確控制方法，優(yōu)選地，步驟(4)中，所述第二氮化處理的時(shí)間為24～27h。

上述的發(fā)動(dòng)機(jī)氮化齒輪表面硬度、粗糙度及白層深度的精確控制方法，優(yōu)選地，步驟(3)中，所述磷化采用鋅基磷化工藝。

上述的發(fā)動(dòng)機(jī)氮化齒輪表面硬度、粗糙度及白層深度的精確控制方法，優(yōu)選地，步驟(3)中，所述磷化的溫度為90～95℃；磷化的時(shí)間為3～5min。

上述的發(fā)動(dòng)機(jī)氮化齒輪表面硬度、粗糙度及白層深度的精確控制方法，優(yōu)選地，步驟(2)中，磨齒以保證粗糙度Ra≤0.4。