深層滲碳淬火質(zhì)量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用.pdf

1、本文從滲碳淬火工藝參數(shù)、設(shè)備參數(shù)、變形控制、磨齒裂紋的預(yù)防等方面設(shè)計(jì)了深層滲碳淬火質(zhì)量控制系統(tǒng)。 對(duì)于20CrNi2MoA大型齒軸，采用強(qiáng)滲與擴(kuò)散比例為(4∶1)、滲碳總時(shí)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(shí)間10％左右。

2、對(duì)于20CrMnMoA大型齒圈，采用滲碳總時(shí)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(xì)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(shí)間40％左右。 對(duì)于17CrNiMo6A大型焊接齒輪，采用滲碳總時(shí)間為105h的預(yù)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(xì)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(shí)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(shù)，加熱功率為910KW；930℃運(yùn)行累計(jì)時(shí)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(dá)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(shè)計(jì)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(dá)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(shì)。在軸向上，中部變形相對(duì)較小，兩端變形相對(duì)較大；大型齒輪軸的軸向上，兩端外徑呈

6、脹大趨勢(shì)，中部外徑呈現(xiàn)收縮趨勢(shì)；大型齒圈的齒頂圓呈脹大趨勢(shì)，內(nèi)孔呈現(xiàn)收縮趨勢(shì)。 熱處理工藝措施對(duì)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(jī)加工前進(jìn)行調(diào)質(zhì)或正火等預(yù)處理；在零件加工的中間過程進(jìn)行去應(yīng)力處理；在零件的滲碳和淬火過程中，適當(dāng)降低加熱溫度、采取均溫措施；根據(jù)零件形狀的特點(diǎn)采用不同的裝爐方式；選用高精度的滲碳設(shè)備進(jìn)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(jìn)行均勻攪拌、加熱和冷卻。 為了預(yù)防17CrNiMo6A大型齒輪類零件磨齒裂紋，在滲碳淬火過程中，應(yīng)采取以下措施：降低滲碳過程的擴(kuò)散碳勢(shì)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(zhǎng)低溫回火時(shí)間至48h；在磨齒過程應(yīng)該減少磨削應(yīng)力，控制磨削速度。磨齒后采取低溫回火處理，以去除磨齒應(yīng)力。從在大型齒輪滲