深層滲碳淬火質(zhì)量控制系統(tǒng)設計與應用.pdf

1、本文從滲碳淬火工藝參數(shù)、設備參數(shù)、變形控制、磨齒裂紋的預防等方面設計了深層滲碳淬火質(zhì)量控制系統(tǒng)。 對于20CrNi2MoA大型齒軸，采用強滲與擴散比例為(4∶1)、滲碳總時間為90h的兩段滲碳+淬火工藝，在滲碳層表面獲得了稀疏的顆粒狀碳化物；滲碳層硬度梯度≤HV6/0.1mm；有效硬化層深為5.2mm(/HV550)，齒面硬度值在HRC59～60之間分布，心部硬度值在HRC34～35之間分布；節(jié)約了滲碳時間10％左右。

2、對于20CrMnMoA大型齒圈，采用滲碳總時間為90h的二次緩沖滲碳+淬火工藝，在滲層表面的獲得了彌散分布的細顆粒狀碳化物，有效地改善了深層滲碳滲層中碳化物的形態(tài)；滲碳層硬度梯度≤HV6/0.1mm，有效硬化層深為5.0mm(/HV550)，齒面硬度值在HRC59～60之間分布，心部硬度在HRC33～34之間分布；節(jié)約了滲碳時間40％左右。 對于17CrNiMo6A大型焊接齒輪，采用滲碳總時間為105h的預滲+二次緩沖滲碳+淬火

3、工藝，在滲層表面的獲得了彌散分布的細顆粒狀碳化物，有效地改善了深層滲碳滲層中碳化物的形態(tài)；滲碳層硬度梯度≤HV4a0.1mm，有效硬化層深為5.6mm(/HV550)，齒面硬度值在HRC60～61之間分布，心部硬度值在HRC37～38之間分布；節(jié)約了滲碳時間20％左右。 φ4000×2000特大型井式氣體滲碳爐的溫控系統(tǒng)采用六區(qū)加熱控制和爐內(nèi)熱電偶主控技術，加熱功率為910KW；930℃運行累計時間超過800h后，加熱系統(tǒng)穩(wěn)定；

4、爐蓋表面溫升為38℃；600℃均勻度為±2.5℃、830℃均勻度為±3℃、930℃均勻度為±4.6℃；爐溫穩(wěn)定度為±1℃；碳控系統(tǒng)采用連續(xù)式控制方式，碳控精度達到了±0.02％；2mm層深均勻度為±5％、3.5mm層深均勻度為±4.9％、5mm層深均勻度為±3％。 φ4000×2000特大型井式氣體滲碳爐系統(tǒng)中的大型淬火油槽容量為120m3、設計了攪拌、過濾、加熱、循環(huán)冷卻等裝置；快速淬火油總量為80000Kg，特性溫度為700

5、℃、最大冷卻速度為107℃/S、600℃冷卻速度為107℃/S、300℃冷卻速度為21.8℃/S；大型滲碳齒輪(35000Kg)在快速淬火油中淬火回火后，有效硬化層深達到了5.0mm(以HV550為限)、輪齒心部硬度為HRC30、齒面硬度(磨齒后)為HRC58.5。 大型齒輪類零件經(jīng)過深層滲碳處理后，變形規(guī)律表現(xiàn)為以下幾種形式：大型齒輪的外徑呈脹大趨勢。在軸向上，中部變形相對較小，兩端變形相對較大；大型齒輪軸的軸向上，兩端外徑呈

6、脹大趨勢，中部外徑呈現(xiàn)收縮趨勢；大型齒圈的齒頂圓呈脹大趨勢，內(nèi)孔呈現(xiàn)收縮趨勢。 熱處理工藝措施對大型齒輪類零件的淬火變形控制有明顯的改善作用，使大型齒輪的滲碳淬火變形量從采取措施前的5～6mm減少到2mm以下。這些措施包括：在零件機加工前進行調(diào)質(zhì)或正火等預處理；在零件加工的中間過程進行去應力處理；在零件的滲碳和淬火過程中，適當降低加熱溫度、采取均溫措施；根據(jù)零件形狀的特點采用不同的裝爐方式；選用高精度的滲碳設備進行滲碳處理；選擇

7、快速淬火油作為淬火介質(zhì)并在淬火過程中進行均勻攪拌、加熱和冷卻。 為了預防17CrNiMo6A大型齒輪類零件磨齒裂紋，在滲碳淬火過程中，應采取以下措施：降低滲碳過程的擴散碳勢至0.75％；縮短滲碳與高溫回火之間的間隔至3h；降低淬火加熱溫度至820℃；縮短淬火與回火之間的間隔至3h；提高低溫回火溫度至220℃，延長低溫回火時間至48h；在磨齒過程應該減少磨削應力，控制磨削速度。磨齒后采取低溫回火處理，以去除磨齒應力。從在大型齒輪滲