齒輪滲碳熱處理時,需要注意以下幾個方面:
零件的預處理
加工精度:滲碳前齒輪的加工精度要符合要求,尤其是齒形、齒向等關鍵指標,避免因前期加工誤差導致滲碳后無法通過熱處理糾正。
表面質量:齒輪表面應無油污、氧化皮等雜質,否則會影響滲碳介質與零件表面的接觸,導致滲碳不均勻。一般需要進行脫脂、酸洗等預處理工序。
預先熱處理:通常在滲碳前進行正火或調質等預先熱處理,以獲得均勻的原始組織,切削性能,并為后續滲碳熱處理做好組織準備,提高滲碳質量。
滲碳工藝參數控制
溫度:滲碳溫度一般在900-950℃之間。溫度過高,會使晶粒長大,降低齒輪的韌性和強度;溫度過低,則滲碳速度慢,生產效率低,且滲層深度不足。
時間:滲碳時間根據所需滲層深度來確定。時間過短,滲層達不到設計要求;時間過長,不僅生產效率低,還可能導致滲層組織過厚、碳濃度過高,使齒輪脆性增加。
碳勢:碳勢是滲碳過程中的關鍵參數,它直接影響滲層的碳含量和組織。碳勢過高,會在齒輪表面形成大量塊狀或網狀滲碳體,降低齒輪的韌性和性;碳勢過低,滲層碳含量不足,無法滿足硬度和強度要求。實際生產中,需根據齒輪材料、滲層深度和性能要求等因素,通過氧探頭等儀器控制碳勢。
淬火工藝控制
淬火溫度:滲碳后淬火溫度的選擇要考慮齒輪的材料、滲層組織和性能要求等因素。一般來說,淬火溫度應保證獲得細小的馬氏體組織,同時避免因溫度過高導致晶粒長大或出現過熱組織。
淬火冷卻速度:冷卻速度要適中,冷卻過快,會產生較大的淬火應力,導致齒輪變形甚至開裂;冷卻過慢,則不能獲得足夠的硬度和良好的組織,影響齒輪的性能。通常采用油冷或分級淬火等方式來控制冷卻速度。
回火工藝控制
回火溫度:回火溫度通常在150-200℃之間,對于一些對韌性要求較高的齒輪,回火溫度可適當提高。回火溫度過低,不能淬火應力;溫度過高,會使齒輪硬度下降過多,影響其性和強度。
回火時間:回火時間要足夠,以確保淬火應力充分,組織穩定。一般回火時間為1-3小時,具體時間根據齒輪的尺寸、材料和淬火后的組織狀態等因素確定。
質量檢測與控制
滲層深度檢測:采用金相法、硬度法等檢測滲層深度,確保滲層深度符合設計要求。在生產過程中,要定期對齒輪進行抽檢,及時發現和調整滲碳工藝參數。
硬度檢測:對齒輪的齒面、心部等部位進行硬度檢測,齒面硬度應達到設計要求的范圍,以保證齒輪的性和性能;心部硬度要適當,以提供足夠的強度和韌性。
金相組織檢測:觀察滲層和心部的金相組織,如馬氏體、殘余奧氏體、滲碳體等的形態、數量和分布情況,判斷組織是否符合要求。例如,馬氏體組織應細小均勻,殘余奧氏體含量要控制在范圍內,避免出現粗大的馬氏體或過多的殘余奧氏體,影響齒輪的性能。
變形控制:測量齒輪的變形量,包括齒形、齒向、公法線長度等參數的變化。對于變形超標的齒輪,要分析原因并采取相應的措施進行糾正,如調整工藝參數、改進裝夾方式等。