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資訊動(dòng)態(tài)

離子滲氮工藝改變齒輪傳動(dòng)件高頻淬火變形裂紋問(wèn)題

推土機(jī)用齒輪傳動(dòng)件采用高頻淬火得到表面硬化層,該工藝易造成工件表面裂紋,工件變形大,嚴(yán)重影響后續(xù)裝配配合。離子滲氮工藝是應(yīng)用廣泛的一種表面化學(xué)熱處理技術(shù),可以顯著提高鋼鐵制件的表面硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度及抗腐蝕能力,工件表面無(wú)氧化、變形小。而且污染小,節(jié)約能源和氣源。

 

本文通過(guò)研究離子滲氮工藝參數(shù)對(duì)42CrMo材料滲氮層性能的影響,掌握了42CrMo傳動(dòng)件離子滲氮工藝規(guī)律和特點(diǎn),以期改善現(xiàn)有工藝變形大、裂紋的現(xiàn)狀,節(jié)約生產(chǎn)成本。

 

1.工藝參數(shù)的確定

影響離子滲氮工藝參數(shù)主要有滲氮溫度、滲氮壓力和滲氮保溫時(shí)間,針對(duì)工件齒數(shù)多、齒形密、齒較薄的特點(diǎn),以及42CrMo材料本身的特性,設(shè)定工藝參數(shù)如表1所示。

表1  42CrMo滲氮工藝

參數(shù)

升溫時(shí)間/h

滲氮溫度/℃

保溫時(shí)間/h

滲氮壓力/Pa

要求

10

520

20

280~300

2.過(guò)程記錄

試驗(yàn)中設(shè)備整體控制平穩(wěn),通過(guò)圖1過(guò)程記錄可以看出,在保溫階段工藝參數(shù)穩(wěn)定。圖2為工件滲氮照片。

 

圖1 滲氮參數(shù)記錄曲線

 圖2 工件滲氮照片

 

3.檢測(cè)結(jié)果

(1)表面硬度

在300g和1000g檢測(cè)壓力下,表面硬度均符合圖樣要求。

表2   表面硬度檢測(cè)結(jié)果

檢測(cè)壓力

表面硬度

HV0.3

769

735

761

HV1

677

682

666

(2)硬化層深度

根據(jù)圖3硬化層梯度檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖4,齒頂滲氮層達(dá)到0.55mm,齒根達(dá)到0.45mm。

圖   3

圖4  齒頂、齒根滲氮層硬度梯度

 

(3)滲氮層組織

從圖5金相組織看出,滲氮層白亮層厚度為10μm,疏松級(jí)別1~2級(jí)。

圖5  滲氮層金相組織 100×

 

(4)滲氮層脆性狀況

從圖5脆性檢測(cè)壓痕來(lái)看,邊角無(wú)塌陷,脆性情況達(dá)到1級(jí)

(a)

(b)

(c)

圖6  滲氮層脆性檢測(cè)

 

4.局部防滲處理

采用離子滲氮專用涂料進(jìn)行了試驗(yàn),通過(guò)試塊檢測(cè),防滲面硬度沒(méi)有增加,加工情況良好,驗(yàn)證了防滲涂料的有效性。圖6為工件涂料情況。

圖7 工件防滲涂料

 

5.結(jié)語(yǔ)

對(duì)推土機(jī)42CrMo材料傳動(dòng)件采用離子滲氮工藝試驗(yàn)后,各項(xiàng)檢測(cè)結(jié)果符合要求,工件畸變符合裝配要求。后續(xù)采用表面離子滲氮替代高頻淬火,可改善現(xiàn)有工藝變形大、裂紋的現(xiàn)狀,節(jié)約生產(chǎn)成本。另外,采用離子滲氮,污染小,環(huán)境友好。

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