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《齒輪氣體滲碳淬火件中的變形問題》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、作者：重慶義揚(yáng)機(jī)電設(shè)備有限公司李志義李曉澎前言：當(dāng)我們?nèi)ビ嘘P(guān)兄弟工廠和學(xué)術(shù)交流的時(shí)候，不少同志詢問我們關(guān)于氣體滲碳淬火件中的齒輪變形問題，由于在重慶296廠主持兵器用結(jié)構(gòu)鋼在表面處理過程中氫脆和應(yīng)力腐蝕斷裂的研究。對(duì)有關(guān)滲碳淬火件的變形總是也只有一覽而已……。如今退休13年了，也沒有精力并綜述并深入研究。為此將我們的研究體會(huì)交流給大家，望大家能有收獲。關(guān)鍵詞：變形、時(shí)效變形1．原材料的訂貨1.1齒輪滲碳的主要鋼種：18CrNiMo、20Cr、20CrMnTi、20Cr2Ni4、20Mn2、20MnVB、20MnTiB、
2、20MnCr5、20CrNi3、20CrNiMo、22CrNiMo、22CrMoH、40Cr、45#、35SiMn、40CrNi、40MnB德國：18CrNiMo為主美國：20CrNiMo為主國內(nèi)：20CrMnTi、20CrMo、22CrMoH、17Cr2Mn2TiH、22CrNiMo（個(gè)別企業(yè)細(xì)小齒輪滲碳為降低成本采用A3鋼）1.2滲碳鋼中B、Ti、Sn的控制：1.2.1一般講:對(duì)加硼的滲碳鋼，要注意晶界硼化物的形成。硼化物的形成使晶界局部韌性下降(硼脆)，直接影響磨削應(yīng)力大小和磨削裂紋源的形成。消除硼鋼，硼化物的形
3、成，除冶金冶煉質(zhì)量為主，熱處理一般講;奧氏體化溫度越高冷卻速度越慢，則富集到晶界的硼化物也越多，當(dāng)冷卻速度較快時(shí)，才有可能防止硼化物的偏聚。因此等溫正火，在正火過程中可考慮變速降溫的設(shè)計(jì)方案……。1.2.2對(duì)加鈦的滲碳鋼，要注意方晶鈦（TiN）的形成使晶界局部韌性下降(鈦脆)，直接影響磨削應(yīng)力大小和磨削裂紋源的形成。消除方晶鈦的形成，主要是冶金冶煉質(zhì)量的控制，熱處理一般講：奧氏體化溫度越高強(qiáng)迫方晶鈦熔解在奧氏體內(nèi)，然后在冷卻時(shí)需確當(dāng)?shù)睦鋮s速度避免鈦在晶界的富集，從而消除方晶鈦的形成。方晶鈦的形成，或者含鈦太高，還會(huì)使?jié)B
4、碳速度下降……。最新資料認(rèn)為[8]：含鈦鋼容易產(chǎn)生液析TiN從而嚴(yán)重?fù)p害鋼的接觸疲勞性能。在保證滲碳溫度下具有足夠體積分?jǐn)?shù)的Ti(C，N)顆粒有效釘軋晶界阻止奧氏體晶粒長大的前提下，適當(dāng)降低鋼中鈦含量可有效消除液析TiN。同樣，還必須綜合考慮N的影響，不同氮含量的鋼中（如轉(zhuǎn)爐鋼和電爐鋼）鈦含量的控制范圍應(yīng)相應(yīng)調(diào)整。鋼鐵研究總院與萊蕪鋼鐵集團(tuán)合作開發(fā)的優(yōu)化鈦含量的20CrMnTiH鋼，完全消除了液析TiN，同時(shí)對(duì)氧化物和硫化物進(jìn)行嚴(yán)格控制，其接觸疲勞壽命達(dá)到107次以上，比傳統(tǒng)生產(chǎn)的20CrMnTiH鋼提高一個(gè)數(shù)量級(jí)。在
5、滲碳的工藝中，例如：氮+甲醇+富華氣，以及通氨的C-N共滲或N-C共滲均能引起TiN的形成，需適當(dāng)調(diào)整。1.2.3含錫量的控制避免晶界錫化物的形成，冶金冶煉錫含量必須控制在0.5%以下，同時(shí)防止在400℃左右回火，通常滲碳鋼均在低溫回火，這類組織不易形成。1.3技術(shù)要求：世界第一品牌德國SEW減速機(jī)公司，原材料的訂貨：要求氫含量≤2PPm氧含量≤20PPm夾雜物：氧化物≤1級(jí)，硫化物≤1級(jí)，而我們兵器用的槍炮鋼，氧化物≤1.5級(jí)，硫化物≤1.5級(jí)，二者之加≤2.5級(jí)。原材料在冶煉澆鑄：推薦用真空抽氣脫氧脫氫，磁場、震動(dòng)
6、攪拌，連鑄連軋的方法來減少材料的雜質(zhì)、偏析。由于各種原因、原材料狀態(tài)不理想需要進(jìn)行等溫正火處理。2．等溫正火處理，一般采用950℃，若溫度低效果差（特別對(duì)白點(diǎn)引起微裂紋的焊合）等溫正火：改善魏氏組織，原始晶粒均勻，應(yīng)力狀態(tài)，帶狀偏析，合金元素偏析，致密度均勻性，夾雜物形態(tài)；由條狀變?yōu)閿噫湙E園狀，氫含量下降，夾雜引起的裂紋，對(duì)鍛造引起的組織損傷或裂紋有愈合作用（俄文1975年報(bào)道為焊合；合金元素多焊合時(shí)間增長，國內(nèi)學(xué)者肖亞航等[1]2005年報(bào)道）最終可獲得良好的切削性，且畸度小，性能提高，（零件長期服役下的尺寸穩(wěn)定性提
7、高）。這種狀態(tài)下的材料使以后從事表面處理過程中的氫脆和應(yīng)力腐蝕斷裂現(xiàn)象均有減緩作用。資料[8]從動(dòng)錐齒畸變的研究，再次驗(yàn)證上述觀點(diǎn)：原材料存在明顯的成分偏析和致密度不均，致使齒輪淬火壓淬過程中零件內(nèi)部同一層面組織轉(zhuǎn)變不一致，產(chǎn)生了附加應(yīng)力該內(nèi)應(yīng)力促使端出現(xiàn)了異?；取Ｓ捎冢篏B/T1979標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)偏析框大小和形狀沒有規(guī)定，建議用戶采購齒輪鋼時(shí)多關(guān)注鋼的低倍鋼的低倍組織并加強(qiáng)鋼材進(jìn)廠檢驗(yàn)。3．滲碳淬火工藝的選擇和調(diào)整：3.1滲碳淬火裝料方式：依據(jù)不同零件形狀而裝料，南車戚墅堰機(jī)車有限公司潘曉松[9]對(duì)大直徑重載齒輪滲碳。
8、滲碳時(shí)，工件正面向上擺放，其后的正火及淬火工序均為反向擺放。3.2使同樣硬化層深度下縮短滲碳時(shí)間變形小選擇凈化后的天然氣滲碳[2、3、4]，在同樣硬化層深度下使?jié)B碳時(shí)間縮短11%[4]，滲碳表面層非馬氏體組織一般5μm左右[4]（淺腐蝕）。用真空滲碳、稀土催劑、離子催劑等使變形減小。3.3依據(jù)變形的規(guī)律，采用滲碳淬火前增加或減小尺
