軸承保持架氣體氮碳共滲工藝研究.pdf

1、滾動(dòng)軸承廣泛應(yīng)用于精密機(jī)床以及各種動(dòng)力機(jī)械裝置中，在各種傳動(dòng)系統(tǒng)中處于非常關(guān)鍵的地位。這些機(jī)械裝置工況各異對(duì)軸承的要求也各不相同，軸承保持架也要承受各種苛刻的環(huán)境要求。在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱軸承的應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)保持架斷裂的情況時(shí)有發(fā)生，導(dǎo)致主機(jī)損壞，產(chǎn)生巨大損失。究其根本原因是在這些工況中存在較大的沖擊載荷，因此對(duì)保持架進(jìn)行表面氮碳共滲處理以提高其抗拉強(qiáng)度以及耐磨性等性能非常有必要。
　　本文分析了低碳鋼氮碳共滲過(guò)程中的滲氮和滲碳的

2、機(jī)理，以及對(duì)氮碳共滲的熱力學(xué)及動(dòng)力學(xué)相關(guān)問(wèn)題建立了相應(yīng)計(jì)算關(guān)系的基礎(chǔ)上，以材料牌號(hào)為 SPCC（日本標(biāo)準(zhǔn) JIS G3141）的軸承保持架作為研究重點(diǎn)，對(duì)其氮碳共滲的低壓脈沖真空工藝采用正交試驗(yàn)方法進(jìn)行了優(yōu)化，并對(duì)此過(guò)程中出現(xiàn)的針狀氮化物的原因進(jìn)行了試驗(yàn)分析及驗(yàn)證，對(duì)氮碳共滲后的零件進(jìn)行了抗拉試驗(yàn)、表面硬度分布以及應(yīng)力分析等性能分析。
　　根據(jù)所設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)方案及對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)運(yùn)用極差分析法進(jìn)行了分析，結(jié)果表明：低壓脈沖真空氮碳共滲工

3、藝參數(shù)中脈沖幅度對(duì)零件滲層深度及表面硬度影響最大，在一定范圍內(nèi)脈沖幅度越大，具有活性的氮原子數(shù)量也越多，越有利于加快滲氮速度。在570℃，NH3與CO2比例為90:10的試驗(yàn)條件下，低壓脈沖真空氮碳共滲工藝的最優(yōu)工藝為：脈沖幅度為-0.02MPa~+0.02MPa，保壓時(shí)間為150秒，脈沖總時(shí)間為90分鐘。
　　為了分析常規(guī)氮碳共滲工藝后保持架表面和心部出現(xiàn)針狀氮化物的原因，設(shè)計(jì)了一套工藝試驗(yàn)方案。結(jié)果表明：常規(guī)氮碳共滲后的緩慢冷

4、卻是導(dǎo)致零件表面和心部出現(xiàn)針狀氮化物的根本原因，其機(jī)理是氮化后過(guò)飽和的氮原子從零件表面和心部沿晶界甚至晶內(nèi)析出。據(jù)此提出了兩項(xiàng)有效阻止表面和心部針狀氮化物析出的措施：對(duì)常規(guī)氮碳共滲后零件實(shí)施快速冷卻以及降低氮碳共滲時(shí)的溫度。
　　本文還對(duì)氮碳共滲后不同工藝參數(shù)的零件進(jìn)行了拉力試驗(yàn)、表面硬度以及表面殘余應(yīng)力的測(cè)試。結(jié)果表明：氮碳共滲后快冷零件相較于緩冷零件的抗拉強(qiáng)度提高了64％以上，表面硬度也得到提高、表面也呈現(xiàn)出較大的壓應(yīng)力，油淬