摩托车齿轮的气体碳氮共渗工艺
齿轮二段碳氮共渗工艺
齿轮二段碳氮共渗工艺齿轮二段碳氮共渗工艺是一种常用的表面改性工艺，通过将碳和氮元素渗透到齿轮表面，可以显著提高齿轮的硬度和耐磨性。
本文将介绍齿轮二段碳氮共渗工艺的原理、工艺流程和应用前景。
一、原理齿轮二段碳氮共渗工艺是在表面渗碳的基础上再进行氮化处理，通过高温气体中的碳氮化合物与齿轮表面的碳和氮元素发生反应，使碳和氮元素均匀地渗透到齿轮表面，形成高硬度的碳氮化层。
碳氮化层的硬度通常可达到1000-1200HV，远远高于传统的渗碳层。
二、工艺流程齿轮二段碳氮共渗工艺的工艺流程一般包括以下几个步骤：1. 预处理：将待处理的齿轮进行除油、除锈等预处理工作，以保证表面的清洁度和平整度。
2. 渗碳：将齿轮放入渗碳炉中，加热至适当温度，然后将含碳气体通入炉腔，通过扩散作用使碳元素渗透到齿轮表面形成碳化层。
渗碳时间通常为几小时到几十小时，具体时间取决于齿轮的尺寸和要求的碳化层厚度。
3. 氮化：在渗碳后，将齿轮继续保持在高温下，然后引入含氮气体进行氮化处理。
氮元素会与碳元素发生化学反应，形成碳氮化层。
氮化时间通常较短，一般为几小时。
4. 冷却：将氮化后的齿轮从高温环境中取出，进行冷却处理。
冷却速度的选择会影响到碳氮化层的组织结构和性能。
5. 后处理：对冷却后的齿轮进行清洗、除渣等后处理工作，以保证表面的光洁度和质量。
三、应用前景齿轮二段碳氮共渗工艺具有以下优点：1. 提高齿轮的硬度和耐磨性：碳氮化层比传统的渗碳层硬度更高，能够有效提高齿轮的耐磨性和使用寿命。
2. 提高齿轮的承载能力：碳氮化层的硬度和强度提高了齿轮的承载能力，可以适用于更高负荷和更严苛的工况。
3. 提高齿轮的抗腐蚀性能：碳氮化层能够有效抵御氧化和腐蚀，延长齿轮的使用寿命。
齿轮二段碳氮共渗工艺在各个领域都有广泛的应用，特别是在汽车、航空航天、机械制造等行业中。
例如，在汽车传动系统中，齿轮的耐磨性和承载能力对于提高传动效率和减少噪音都起着重要作用。
齿轮二段碳氮共渗工艺能够满足对于高强度、高耐磨、高精度的齿轮的需求，提高整车的性能和可靠性。
齿轮渗氮、氮碳共渗工艺及质量控制
齿轮渗氮、氮碳共渗工艺及质量控制
齿轮渗氮是一种提高齿轮表面硬度和耐磨性的表面处理方法，可以通过在齿轮表面注入氮气，使其在表面形成氮化层。
齿轮渗氮的主要工艺包括气体渗氮和盐浴渗氮两种方法。
1. 气体渗氮工艺：气体渗氮是将齿轮置于渗氮炉中，通过加热至高温状态，然后通过氨气或氮气等气体进行渗透处理，使氮原子渗入齿轮表面形成氮化层。
这种工艺具有操作简单、渗透深度可控、成本较低等优点。
2. 盐浴渗氮工艺：盐浴渗氮是将齿轮浸入温度较高的盐浴溶液中进行处理，使盐浴溶液中的氮原子渗透到齿轮表面形成氮化层。
这种工艺渗透速度较快，渗透深度大，但操作复杂，成本较高。
质量控制是齿轮渗氮过程中非常重要的环节，主要包括以下几个方面：
1. 温度控制：温度是齿轮渗氮过程中的重要参数，需要控制在合适的范围内，以保证渗透效果和避免过热损坏齿轮。
2. 渗氮时间控制：渗氮时间是影响氮化层深度和均匀性的重要因素，需要根据齿轮的具体要求和设计要求来确定。
3. 渗氮介质控制：选择合适的渗氮介质对于渗透效果和氮化层质量都有重要影
响，需要根据具体情况进行选择。
4. 清洗和处理后的质量检验：渗氮后需要对齿轮进行清洗和处理，以去除表面的残留物，然后进行质量检验，包括硬度测试、金相分析、氮化层厚度测量等。
通过合理的工艺选择和质量控制，可以确保齿轮渗氮的效果和质量，提高齿轮的使用寿命和性能。
碳氮共渗工艺造成齿轮失效的环节误区
2020年 第2期热加工12F失效分析ailure Analysis碳氮共渗工艺造成齿轮失效的环节误区饶命重庆高金实业有限公司 重庆 401122摘要：用一批齿轮失效案例说明在碳氮共渗的工艺过程中，由于齿轮无法满足使用要求，造成齿轮在服役过程中早期失效的工艺环节误区。
关键词：碳氮共渗；失效；环节；工艺1 序言齿轮常用的加工工艺为：低碳合金钢材料经模锻成形、正火、铣齿机加工、表面化学处理，最后齿面精加工完成。
齿轮在表面化学处理方式中，又多用碳氮共渗或渗碳淬火工艺。
2 碳氮共渗工艺（1）碳氮共渗相对于渗碳淬火的优点1）比渗碳淬火温度低，一般为820~860℃，齿变形小。
2）共渗温度低，马氏体针细小，不宜过热，可直接淬火。
3）外表干净光洁，表面不易形成炭黑。
4）相对于渗碳淬火具有更高的耐磨性和疲劳强度。
5）抗咬合性能更优。
（2）碳氮共渗相对于渗碳淬火的缺点1）由于有氮的渗入，大大降低齿轮材料的Ms 点，淬火后表层残留奥氏体较多，降低表层硬度及强度。
2）由于渗入温度低，相对于渗碳工艺时间更长，渗层浅，一般用于轻载荷齿轮[1]。
摩托车齿轮一般为小模数齿轮，渗层要求不超过1.00mm 。
因此，我公司研发的摩托车齿轮表层化学处理多选用碳氮共渗工艺。
3 失效问题分析我公司研发的E05变速箱进行台架耐久试验，6档主、从动齿轮出现过多次失效断裂，运行时间都在50h 左右。
表现形式为：大部分啮合齿面出现麻点及片状剥落，且其中一个齿在剥落处疲劳扩展断裂，如图1~图3所示。
该齿轮材料为20Cr2Ni4，最终热处理工艺为碳氮共渗处理。
齿轮麻点及片状剥落都属于接触应力疲劳范畴，产生的原因主要有以下几个因素：1）齿形齿向尺寸精度偏差、偏载、过载。
2）润滑不当。
A 图1 齿啮合面片状剥落宏观形貌图2 齿面缺陷处的微观形貌（100×）3）表面软基层（脱碳等）。
4）表层碳化物超标。
5）原材料不纯净，夹杂物较多。
E05变速箱进行了4次台架耐久试验。
齿轮碳氮共渗工艺过程
齿轮碳氮共渗工艺过程引言齿轮碳氮共渗工艺是一种将碳和氮渗入齿轮表面，以提高齿轮的硬度、耐磨性和抗腐蚀性能的方法。
在工程领域中，齿轮是非常重要的传动元件，其质量和性能直接影响着机械设备的性能和寿命。
因此，通过碳氮共渗工艺对齿轮进行表面处理可以大大增强其使用寿命和性能。
工艺过程齿轮碳氮共渗工艺主要分为以下几个步骤：1. 准备工作在进行齿轮碳氮共渗之前，首先需要对齿轮进行准备工作。
这包括清洗和除油处理，以确保表面干净无杂质，以便更好地进行渗透。
2. 渗透处理在准备工作完成后，将齿轮放入碳氮共渗设备中进行渗透处理。
渗透处理是使用特定的气体或液体介质，在高温高压的环境下，使碳和氮渗入齿轮表面。
渗透时间和温度是决定表面硬度和渗透层厚度的关键参数。
3. 离子氮化处理渗透处理完成后，对齿轮进行离子氮化处理。
离子氮化是一种通过电子轰击、离子轰击等方式，使氮渗入材料表面形成氮化层的方法。
离子氮化处理可以进一步提高齿轮的硬度和耐磨性能。
4. 淬火处理离子氮化处理完成后，对齿轮进行淬火处理。
淬火是通过将齿轮迅速冷却，使其组织产生相变，并提高其硬度和耐磨性能的方法。
淬火温度和冷却速度根据齿轮材料的不同进行调节。
5. 回火处理淬火处理完成后，进行回火处理。
回火是通过加热齿轮到适当的温度，然后保温一定时间，使其组织产生回复和回软的方法。
回火可以减小淬火过程中产生的内应力，提高齿轮的韧性和强度。
6. 表面处理回火处理完成后，对齿轮进行表面处理。
表面处理包括抛光和喷涂防腐漆等步骤，以提高齿轮的表面光洁度和抗腐蚀性能。
结论齿轮碳氮共渗工艺是一种有效地提高齿轮硬度、耐磨性和抗腐蚀性能的表面处理方法。
该工艺过程主要包括准备工作、渗透处理、离子氮化处理、淬火处理、回火处理和表面处理等步骤。
通过合理的操作和参数调节，可以获得理想的齿轮性能。
然而，齿轮碳氮共渗过程还存在一些问题，如渗透层的均匀性和渗透深度的控制等。
因此，需要进一步研究和改进工艺参数，以提高齿轮碳氮共渗的效果和质量。
齿轮碳氮共渗工艺过程
齿轮碳氮共渗工艺过程1. 简介齿轮碳氮共渗是一种用于提高齿轮表面硬度和耐磨性的热处理工艺。
在该工艺过程中，齿轮将被加热至一定温度（通常在800°C-950°C之间），并浸泡在富氮气体环境中。
碳和氮将渗入齿轮的表面，形成一层硬度更高的表面层。
2. 工艺流程齿轮碳氮共渗的工艺流程主要包括以下几个步骤：2.1 清洗预处理在进行齿轮碳氮共渗之前，首先需要对齿轮进行清洗预处理。
这可以通过浸泡在溶液中或使用超声波清洗机来完成。
清洗的目的是去除齿轮表面的污垢和氧化物，以保证共渗剂能够更好地渗透到齿轮表面。
2.2 加热处理清洗完毕后，将齿轮放入加热炉中进行加热处理。
加热温度和时间的选择取决于材料的种类和要求的硬度。
通常，加热温度在800°C-950°C之间，并保持一定时间（通常在1-4小时）。
2.3 碳氮共渗处理在完成加热处理后，将炉子中的气氛置换为含氮气气氛。
这可以通过向炉内注入氮气或使用其他氮气源来实现。
在共渗处理期间，氮气将与加热齿轮的表面反应，并在其表面形成一层氮化物。
同时，共渗剂中的碳和氮将渗入到齿轮的表面层中，提高其硬度和耐磨性。
2.4 冷却处理碳氮共渗处理完成后，将齿轮从炉中取出并进行冷却处理。
这可以通过自然冷却或使用其他冷却介质（如水或油）来实现。
冷却的目的是快速冷却齿轮，从而使其表面固化，并保持渗层的稳定性。
2.5 清洗后处理完成冷却处理后，将齿轮再次进行清洗。
这可以通过浸泡在溶液中或使用超声波清洗机来完成。
清洗的目的是去除共渗剂残留和其他可能存在的污垢，以保证齿轮表面的干净度和质量。
3. 后续处理齿轮碳氮共渗完成后，还可以进行一些后续处理，以进一步提高其性能和质量。
例如，可以进行回火处理来减轻共渗处理过程中的应力，并提高齿轮的韧性。
此外，还可以进行抛光和润滑处理，以提高齿轮的表面质量和耐磨性。
4. 应用领域齿轮碳氮共渗工艺广泛应用于各种设备和机械领域。
中温气体碳氮共渗
中温气体碳氮共渗介绍中温气体碳氮共渗是一种常用的表面处理工艺，主要应用于金属制品的硬化和耐磨性提升。
本文将从定义、工艺流程、应用领域等方面对中温气体碳氮共渗进行全面探讨。
定义中温气体碳氮共渗是指在中温下，通过将含有碳氮成分的气体与金属表面进行接触，使碳氮元素在金属表面扩散，并与金属原子发生化学反应，从而在金属表面形成一层具有高硬度和耐磨性的化合物层。
工艺流程中温气体碳氮共渗的工艺流程通常包括以下几个步骤：1. 表面准备首先，需要对金属工件进行表面准备，包括去除表面氧化物、油污等杂质，以确保气体能够充分接触金属表面。
2. 清洁处理金属工件经过表面准备后，需要进行清洁处理，以去除表面的杂质和污染物，保证金属表面的纯净度。
3. 预处理在清洁处理后，需要对金属工件进行一些预处理，如钝化处理、活化处理等，以提高金属表面的反应性。
4. 碳氮共渗将含有碳氮成分的气体引入碳氮共渗设备中，通过控制温度、压力和时间等参数，使气体与金属工件表面进行接触和反应，从而实现碳氮的共渗。
5. 冷却处理碳氮共渗完成后，需要对金属工件进行冷却处理，以稳定共渗层的组织结构，并提高其硬度和耐磨性。
6. 后处理最后，对共渗后的金属工件进行后处理，包括清洗、除去残留气体等，以保证共渗层的质量和稳定性。
应用领域中温气体碳氮共渗广泛应用于各个行业的金属制品表面处理，主要包括以下几个方面：1. 汽车工业中温气体碳氮共渗可用于汽车发动机的活塞、曲轴、凸轮轴等零部件的表面处理，提高其硬度和耐磨性，延长使用寿命。
2. 机械制造在机械制造行业中，中温气体碳氮共渗可用于各种机械零部件的表面处理，如齿轮、轴承、滚子等，提高其硬度和耐磨性，增强其使用性能。
3. 刀具行业中温气体碳氮共渗可用于刀具的表面处理，使刀具具有更高的硬度和耐磨性，提高切削效率和使用寿命。
4. 航空航天在航空航天领域，中温气体碳氮共渗可用于发动机零部件、涡轮叶片等的表面处理，提高其耐高温和耐磨性能，提升航空发动机的性能。
jbt9172齿轮渗氮氮碳共渗工艺及质量控制
7. 1 随炉试样检验 7. 1. 1 表面硬度
表面硬度检验按 GB/T 5030、GB/T 4340、GB/T 1818 测量；对渗氮后要磨削的齿轮，应将试样 表面磨去加工余量后测量，硬度应符合技术条件规定，推荐测试负荷见表 2。
4
有效硬化层深度 mm
维氏硬度（HV）测试负荷 N
540~570
—
480~500
500~530
调整 退氮 30~40 ＞95 480~500
500~530
6. 4. 2 处理时间 按齿轮材料、渗层深度要求选择的工艺类别等综合确定。一般按每小时 0.01 mm 的平均渗速估算
时间。 6. 4. 3 冷却方式
a）气体渗氮、离子渗氮、离子氮碳共渗后在炉内冷至 200℃ 以下后空冷； b）气体氮碳共渗后也可采用油冷； c）液体氮碳共渗后一般采用水冷； d）为减少变形，对高精度不磨齿的齿轮可采用分段冷却。 6. 4. 4 清洗 液体氮碳共渗后要及时清洗、中和附在齿轮上的残盐、残渣。
成品齿轮轮齿工作高度中间部位的齿面硬度。 3. 2 渗层深度
齿轮或试样经渗氮、氮碳共渗后，从硬化层表面垂直测至规定的硬度或显微组织处的距离。 3. 3 界限硬度值
为确定渗氮、氮碳共渗后齿轮的有效硬化层深度而规定的最低硬度值。
国家机械工业局 1999-06-24 批准
2000-01-01 实施
1
JB/T 9172－1999
JB/T 9172－1999 表2
≤0.15
＞0.15~0.3
9.806
49.03
＞0.3 98.06，也可用（HR15N）
7. 1. 2 渗层深度 渗层深度检验以硬度法为主，金相法为辅，检验结果应符合产品技术要求。
碳氮共渗热处理工艺
碳氮共渗热处理工艺碳氮共渗热处理工艺是一种常用的表面强化技术，它可以提高金属材料的硬度、耐磨性、抗腐蚀性和疲劳寿命等性能。
本文将从碳氮共渗的原理、工艺流程、影响因素和应用前景等方面进行介绍。
一、碳氮共渗的原理碳氮共渗是指在高温下将碳和氮同时渗入金属表面，形成碳氮化合物层。
这种层具有高硬度、高耐磨性、高抗腐蚀性和高疲劳寿命等优良性能。
碳氮化合物层的形成是由于碳和氮在金属表面的相互作用，形成了一系列的化合物，如Fe3C、Fe4N、Fe2-3(C,N)等。
这些化合物的硬度和稳定性都比金属基体高，因此可以提高金属材料的表面性能。
二、碳氮共渗的工艺流程碳氮共渗的工艺流程主要包括预处理、渗透、淬火和后处理等步骤。
1.预处理：将金属材料进行表面清洗和去油处理，以保证渗透剂能够充分渗透到金属表面。
2.渗透：将金属材料放入渗透炉中，在高温下进行碳氮共渗处理。
渗透剂一般采用氨气和甲烷的混合物，温度一般在800℃-950℃之间，时间一般在2-8小时之间。
3.淬火：将渗透后的金属材料迅速冷却，以保证碳氮化合物层的稳定性和硬度。
4.后处理：对淬火后的金属材料进行退火处理，以消除残余应力和提高材料的韧性。
三、碳氮共渗的影响因素碳氮共渗的效果受到多种因素的影响，如温度、时间、渗透剂成分、金属材料成分和表面状态等。
1.温度：温度是影响碳氮共渗效果的重要因素。
温度过低会导致渗透剂无法充分渗透到金属表面，温度过高会导致碳氮化合物层的过度生长和烧结。
2.时间：时间是影响碳氮共渗效果的另一个重要因素。
时间过短会导致碳氮化合物层的厚度不足，时间过长会导致碳氮化合物层的过度生长和烧结。
3.渗透剂成分：渗透剂成分对碳氮共渗效果也有很大的影响。
不同的渗透剂成分会导致不同的化合物生成，从而影响碳氮化合物层的性能。
4.金属材料成分和表面状态：金属材料的成分和表面状态也会影响碳氮共渗效果。
不同的金属材料对渗透剂的反应不同，表面状态的不同也会影响渗透剂的渗透性能。
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使用性能 良好 ，充分表明采用气体碳氮共渗完全能
满足产 品要求。ＭＷ （０ ２ ２ ７ ２ １０ ０ ）
参 … 磊
整
； ３ １
１１ ％， ． ５ ＝ ． ～０４ ０２ ％ ． ％。为 了获 得 较佳 的渗 层 成
渗层深度 表面硬度 心部硬 度 圆跳动量
／－￣ ｎ ａ ＨＲＣ ＨＲＣ ／ ｍｍ
０４ ． ．～０６
≥５ ５
２ ４～３ ８
≤０Ｏ ． ６
分 ，又考虑到要尽量减少齿轮淬火时的变形 ，经多 次试验最后确定采用 （６ ±２ ）℃。 ８０ ０ （ ）碳 氮共 渗 保温 时 间 ３ 在碳 氮 共 渗温 度
氮 共渗 ，用 滴量 器 对液 体 介 质 流量 进 行控 制 。碳 氮
（ ）碳氮共渗后淬火 齿轮在 （６ ±２ ）℃ ６ ８０ ０
下 进 行碳 氮 共 渗 ，直 到 共渗 保 温 阶段 结 束 ，检 查试
样共渗层深度合格后就出炉直接淬火 ，５ ～８ ￣ ０ ０ Ｃ油 温冷透 ，效果 良好。 （ ）回火 齿轮经碳氮共渗及淬火后 ，必须进 ７ 行低温回火 ，温度 （８ ±２ ）℃，空冷。 １０ ０
Ｒ 蠢
ｏ
摩托车齿轮的气体碳氮共渗工艺
长林集 团长林机器公 司 （ 江西新 余 ３ ８ ２ ） 钟翔 山 钟 礼耀 ３ ０ ９
齿 轮 是 机 械 传 动 中的 主 要 部 件 ，我 厂 在 接 受
化情况是 ：在共渗 层中碳量随温度升高而增加 ，氮
量 反 之 。而 共 渗 层 中碳 原 子 分 布 变 化 情 况 是 ：碳
Ⅱ轴 Ⅱ 速齿轮 ０ ２ ． ２ ～３ ５ ～６ ０ ４ ～０ ５ ． ～０ ６ ４ ６ ８ ２ ． ５ ． ８ ４ ４ ０ ０
３ 生产 中曾出现 的问题及补救措 施 ．
我公司生产齿轮近五年，齿轮热处理质量稳定 ，
但也 出现过共渗层硬度偏低、共渗 层浅等问题 ，经
采取措 施 ＪＮ地 解决 了问题 ，确保 了产 品质量 。 Ｉ ｌ ￣
救 ，延 长 保 温 时 间 ，能达 到 满 意 的效 果 。
Ｉ轴 Ｉ速齿轮 ０４ ～０４ ２ ～３ ５ ～６ ００ １ ． ４ Ｉ ．２ ．５ ５ ７ ８ １ ．４ ～００ ５
４ 结语 ． 生 产的７ 种齿轮经 多次抽件切割考核 ，质量稳 定 ，又经多次 装配试车考核证实，经上述热处理工 艺生产的齿轮具有较高的接触疲劳强度和耐磨性 图１ 某带花键齿轮轴
有效硬化层深 齿面硬度 心部硬度 齿／ 键 部位 同轴度 肖要求 磨 Ⅱ
／ ｍ ｍ ＨＲＣ ＨＲＣ
／ａｉ ｌ ｎ
（）技术参数 ２
齿轮轴技术参数如表 １ 所示。
．
表 １ 齿轮轴技术参数
部位 法 向模数 齿数 分度圆 公法线 精 度等级 皿ｎ 】 Ｚ 螺旋角 卢 长 度Ｗｋ
／ ｍｍ ＨＲＣ ＨＲＣ ／ ｍ ａ ｒ
（ ）硬度偏低 共渗阶段未严格控制煤油和三 １ 乙醇胺流量 （ 即每分钟滴数 ），易导致齿轮表面硬 度偏低 。重新在 （６ ８０±２ ）℃对齿轮进行碳氮共 ０
渗 处 理 ，按 具 体情 况 调 整煤 油 和 三 乙醇 胺 的流 量 ， 同时 调整 保 温 时 间 ，齿轮 质量 改善 效 果较 好 。 （ ）共 渗 层 浅 ２ 碳 氮 共 渗 阶 段 保温 时 间短 ，
Ⅱ轴 Ⅲ速 齿 轮 ０４ ～０４ ２ ～３ ５ ～６ ００ １ ． ６ ． ２ ． ５ ３ ５ ８ ３ ． ～００ ４ ５ Ｉ轴 Ｉ 齿 轮 ０４ ～０４ ２ 速 ． ２ ． ５ ４～３ ５ ～６ ００ ２ ． ７ ６ ８ １ ． ～００ ４ ５
易导致齿轮表面共渗层浅 。经重新进行碳氮共渗补
每
（ ）技术要求 齿轮 轴技 术要求如表３ ４ 所示 。
：— —
３１ ８
３５ ４
３） （ Ｏ
２ ５ ０ ７ ５ ３４ １
力学 性 能 要 求 ：
５
≥１ ８ Ｍ Ｐ ； ０ ０ ａ
≥７ ５ ａ ８ ＭＰ ；
≥ ８ ；ｌ ≥ ３ ％ ｆ ， ５；ＡＫ ≥ ４ Ｊ ｖ ７。
Ｉ １速齿轮 ０４ ． 轴 Ｉ ．～Ｏ６ 起动齿轮 Ｏ２ ． ＿～０３ ５ Ｉ轴 Ⅲ速齿轮 Ｏ４ ． Ｉ ．一Ｏ７ Ｉ轴 Ｉ 齿轮 ０４ ． 速 ．～０６ Ⅱ轴 Ｉ 齿轮 Ｏ４ ． 速 ．—０６
１轴 Ｉ速 齿轮 Ｏ４ ． １ Ｉ －—０７
≥５ ８ ≥５ ５ ≥５ ８ ≥５ ８ ≥５ ８
０４ ～０４ ２ ． ２ ． ５ ４～３ ５ ～５ ００ ６ ． ５ ８ ６ ９ ． ～００ ３ ４
Ｉ轴 １速齿轮 ０４ ～０４ ２ —３ ５ ～６ ００ ｌ ． ６ Ｉ ． ２ ． ５ ４—４ ８ １ ． ～００ ４ ５ 起动齿轮 Ｏ３ ～Ｏ３ ２ ～３ ５ ～５ ００ ３～００ ４ ． Ｏ － ５ ２ ２ ６ ８ ．４ ． ５
＇ｎ ｑ ＃
ｌ ， Ｊ
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撵 参磊 加 ’● ，’ 热 Ｖ “工 工 一 一
Ｒ
ｏ
花键齿轮轴热处理工艺优化
宁波 东力传动设 备有 限公 司 （ 江 浙 ３ ０ ３ 牛 万斌 １ ３） ５ 张华武
理 质量 达到 了技 术要 求 。
１ 热处 理工艺参数的确定 ．
根 据 产 品 的要 求 ，制订 的 零 件 工艺 流 程 为 ：调
阶段煤油和三乙醇胺的流量 比例 ，由工人通过控制
每 分 钟 的滴 数来 控 制 ，从 而确 保 共渗 层的 质量 。
质一制成直齿轮一气体碳氮共渗一淬火 ＋回火。 我厂采用滴注井式 气体渗碳电阻炉进行气体碳
１５ ２ 摩托车齿轮的生产任务 中共有７ 种齿轮 ，均采用 低合金钢２ｃ １ｎ ｉ ０ ｒＩＴ制成 ，技术要求如表１ ｖ 所示 。
表１ ７ 种摩托车齿轮的技术 要求
零件名称
主动 齿 轮
原子的穿 透深度随温 度的升高而加 大 ，氮原子反 之。在碳氮共渗层中成分要求一般是 ：Ｗ ＝ ． ０８ ％～
与 三 乙 醇胺 的 比例 很 重要 ，是 决 定共 渗 层 质量 的 关 键 。经过 反 复对 比试验 ，确 定采 用 １ ． ：５ ２ 为碳 氮 共渗
于受生产设 备限制 ，我厂采用上 海 电炉厂生 产的 ＲＱ 一 ６—９ ｚ ０ 式滴注 井式气体渗碳电阻炉进行气体 碳氮共渗。经多次试验和批量生产证实，齿轮热处
定７ 种齿 轮碳 氮 共渗 的最 佳保 温 时 间是４ ｈ ～６ 。
为提 高齿轮的接触疲劳强度及抗咬合 、抗擦伤
性 能 ，要 求 齿 轮 经 调 质 处 理 后 进 行 碳 氮 共 渗 。 由
（ ）碳氮共渗剂的选用 为保证齿轮碳氮共渗 ４ 的质量 ，并提高企业经济效益 ，采用煤油和三乙醇 胺作气体碳氮共渗工艺用的共渗剂。 （ ）碳氮共渗剂 比例 对于碳氮共渗剂 ，煤油 ５
齿 面 无 ≤１ ． ０ 磨 削裂纹
二、差值渗碳法工艺尝试
１ 差值渗碳 法 ．
从 上 述 参 数 和技 术 要 求 可 以 看 出 ，花 键和 轮 齿
碳氮共渗 层深度分别按每炉１ ％抽样检查 ，对变形 ０ 项 目全部进行检验 ，结果如表２ 所示。
表２ 批 量生产检验结果
零件名称 主动齿轮 渗 层深度 心部硬度 表面硬度 圆跳动量
≥５ ８
２ ４～３ ８ ２ ４～３ ８ ２ ４～３ ８ ２ ～３ ４ ８ ２ ４～３ ８
２ ４～３ ８
≤０Ｏ ． ６ ≤Ｏ０ ． ６ ≤００ ３ ．６ ≤００ ３ ．６ ≤００ ．６
≤００ ３ ．６
（６ ±２ ）℃下 ，用共渗剂煤油 ＋三乙醇胺进行 ８０ ０
碳氮共渗 ，经在保温时间内进行抽样切割检查 ，确
一
、
齿轮轴概况
工 件外 形及 尺寸如 图１ 所
（ ）齿轮轴材料 采用２ Ｃ Ｎｉ Ａ，化学成 ３ ０ｒ ２ Ｍｏ
分 见表 ２ 。 表２ ０ ｒｉ ｏ ￣实测化学成分 （ ２ ＣＮ Ｍ Ａ ２ 质量分数 ） （ ％）
（ ）齿轮 轴结 构 １
不 。
Ｃ ｆ Ｓ ｆ Ｍｎ Ｓ ｆ Ｐ ｆ Ｃ ｆ Ｎ ｆ Ｍｏ ｉ ｆ ｒ ｉ ０１ 】０２ ｌ０９ ｌ ．１ ． ｌ ． ｌ １ ５ ０２ ．９ ．７ ．８ ０ ７ １ ０ ０６ ． １ ．３ ０ ０ ２ ２ ９
２ 批量 生产及效 果 ．
上述热处理工艺经多次试验和抽件切割检查证 实 ，能满足零件的技术要求。检查合格的齿轮经装 配和试车考验证实使用性能良好 ，于是进入批量生 产 。批量生产后的齿轮对其心部硬度、表面硬度及
（ ）碳氮共渗温度 碳氮共渗中的温度是决定 ２ 渗层质量的主要影响因素 ，其碳氮浓度随温度的变
轮齿部分 花键部分 ２ ０ ６ ２ ７ ９ ７ ６ 。２ ４ ５ ５ ２ ４９ ４ １． ７ １０４ １ ７． ４ ６ ＨＪ ５ ｆ
轮 齿 部 分 ２８ ． ．～３５ 花键部分 １ １ ． ～１７
５ ７～６ ３ ～４ ｌ ５ ０
５ ～６ ３ —４ ７ ｌ ５ —０
共渗质量完全依靠操作工人对滴数 、火焰进行严格 控制 。具体热处理工艺参数如下 ： （ ）调质 根据材料与硬度要求 ，确定调质温 １ 度为 （７ ±２ ）℃，采用５ ～８ ℃的２ 号机油进 ８０ ０ ０ ０ ０ 行冷却 ；回火温度 （６ 士２ ）℃，空冷至室温 。 ６０ ０
调 质后 工 件硬 度 为２ ～３ Ｈ Ｃ。 ４ ８Ｒ