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齒輪傳動件高頻淬火變形且有裂紋,試試離子滲氮工藝?

齒輪傳動件高頻淬火變形且有裂紋,試試離子滲氮工藝?

目前,我公司推土機用齒輪傳動件采用高頻淬火得到表面硬化層,該工藝易造成工件表面裂紋,工件變形大,嚴(yán)重影響后續(xù)裝配配合。離子滲氮工藝是應(yīng)用廣泛的一種表面化學(xué)熱處理技術(shù),可以顯著提高鋼鐵制件的表面硬度、耐磨性、疲勞強度及抗腐蝕能力,工件表面無氧化、變形小。而且污染小,節(jié)約能源和氣源。


本文通過研究離子滲氮工藝參數(shù)對42CrMo材料滲氮層性能的影響,掌握了42CrMo傳動件離子滲氮工藝規(guī)律和特點,以期改善現(xiàn)有工藝變形大、裂紋的現(xiàn)狀,節(jié)約生產(chǎn)成本。


1.工藝參數(shù)的確定

影響離子滲氮工藝參數(shù)主要有滲氮溫度、滲氮壓力和滲氮保溫時間,針對工件齒數(shù)多、齒形密、齒較薄的特點,以及42CrMo材料本身的特性,設(shè)定工藝參數(shù)如表1所示。

表1  42CrMo滲氮工藝

參數(shù)

升溫時間/h

滲氮溫度/℃

保溫時間/h

滲氮壓力/Pa

要求

10

520

20

280~300

2.過程記錄

試驗中設(shè)備整體控制平穩(wěn),通過圖1過程記錄可以看出,在保溫階段工藝參數(shù)穩(wěn)定。圖2為工件滲氮照片。


圖1 滲氮參數(shù)記錄曲線

 圖2 工件滲氮照片


3.檢測結(jié)果

(1)表面硬度

在300g和1000g檢測壓力下,表面硬度均符合圖樣要求。

表2   表面硬度檢測結(jié)果

檢測壓力

表面硬度

HV0.3

769

735

761

HV1

677

682

666

(2)硬化層深度

根據(jù)圖3硬化層梯度檢測結(jié)果見圖4,齒頂滲氮層達(dá)到0.55mm,齒根達(dá)到0.45mm。

圖   3

圖4  齒頂、齒根滲氮層硬度梯度


(3)滲氮層組織

從圖5金相組織看出,滲氮層白亮層厚度為10μm,疏松級別1~2級。

圖5  滲氮層金相組織 100×


(4)滲氮層脆性狀況

從圖5脆性檢測壓痕來看,邊角無塌陷,脆性情況達(dá)到1級

(a)

(b)

(c)

圖6  滲氮層脆性檢測


4.局部防滲處理

采用離子滲氮專用涂料進(jìn)行了試驗,通過試塊檢測,防滲面硬度沒有增加,加工情況良好,驗證了防滲涂料的有效性。圖6為工件涂料情況。

圖7 工件防滲涂料


5.結(jié)語

對推土機42CrMo材料傳動件采用離子滲氮工藝試驗后,各項檢測結(jié)果符合要求,工件畸變符合裝配要求。后續(xù)采用表面離子滲氮替代高頻淬火,可改善現(xiàn)有工藝變形大、裂紋的現(xiàn)狀,節(jié)約生產(chǎn)成本。另外,采用離子滲氮,污染小,環(huán)境友好。


作者:陳云龍、殷延明、王忠、王剛、孫葉

單位:山推工程機械股份有限公司

來源:《金屬加工(熱加工)》雜志

圖片加載中...
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