滲碳齒輪熱處理常見缺陷及預(yù)防措施課件

滲碳齒輪熱處理常見缺陷及預(yù)防措施一汽哈爾濱變速箱廠郭子玉滲碳齒輪在機械工程中有著廣泛應(yīng)用，變速器、減速器、后橋等許多機械中都使用滲碳齒輪。實際使用表明，齒輪的失效多數(shù)與滲碳齒輪在熱處理過程中存在許多缺陷有關(guān)，這些缺陷嚴重地影響齒輪的壽命，甚至影響整個總成裝置使用。因此探討滲碳齒輪熱處理缺陷及其預(yù)防措施，對于提高機械使用性能有著重要的指導意義。滲碳齒輪熱處理常見缺陷1、齒輪表層過渡滲碳

2、淬火后表面硬度偏低

3、齒輪心部硬度不足4、齒輪硬化層偏淺5、滲碳層深度不均勻碳化物400×4%硝酸酒精溶液侵蝕

原因分析

氣體滲碳時，若滲碳爐內(nèi)碳勢過高，強滲時間過長，表層過共析（珠光體＋二次滲碳體）程度就越大，出現(xiàn)齒輪表層滲碳過度。特別對含有強碳化物形成元素Mo、W等滲碳鋼，碳元素的擴散速度較慢，齒輪滲碳層表面碳濃度高，達到過共析成分的滲碳層，在冷卻過程中，從奧氏體晶界處析出滲碳體形成塊狀、網(wǎng)狀分布。預(yù)防措施(1)氣體滲碳時，為了防止表層過度滲碳，在強滲后期安排擴散階段，合理安排強滲和擴散階段的時間對于控制滲層的深度有很大的關(guān)系。(2)對已經(jīng)產(chǎn)生表層過度滲碳的齒輪，應(yīng)在低碳勢滲碳爐中進行擴散處理，或進行碳化物球化退火處理（獲得粒狀珠光體組織，為淬火做好組織準備）后再進行重新淬火。原因分析(1)表面脫碳，金相檢查有貧碳現(xiàn)象，銼刀銼試工件表面發(fā)現(xiàn)有軟層出現(xiàn)，是因滲碳擴散后淬火過程中保護氣氛不足所致。(2)由于設(shè)備出現(xiàn)故障（如卡盤、開爐維修等），在高溫階段發(fā)生氧化，表面的碳被氧化成氣體燒損掉。(3)冷卻速度太低，在顯微鏡下觀察，表層組織不是馬氏體組織，而是索氏體組織。金相觀察時，針狀馬氏體耐腐蝕明顯，而索氏體較暗(易腐蝕)，顯微硬度計檢測硬度差別大。(4)齒輪滲碳溫度、淬火溫度偏高造成淬火后表面殘余奧氏體量過多。

(5)齒輪材料淬透性差及淬火冷卻介質(zhì)的冷卻能力不足。(6)淬火后回火溫度過高，并沒有得到回火馬氏體組織。殘余奧氏體6級400×4%硝酸酒精溶液侵蝕預(yù)防措施(1)對已造成齒輪表面含碳量低的齒輪采取適當增碳處理。(2)選擇淬透性合適的材料和冷卻能力適當?shù)睦鋮s介質(zhì)，淬火冷卻。(3)預(yù)先采取措施，減少淬火后的殘余奧氏體量。對含有過多殘余奧氏體的滲碳齒輪，進行一次650～670℃、3ｈ以上的高溫回火，使合金碳化物析出一部分，從而降低重新加熱淬火時的奧氏體穩(wěn)定性，促使奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變。3、齒輪心部硬度不足滲碳齒輪心部要求具有一定的硬度。硬度偏低，齒輪材料的屈服點降低，易產(chǎn)生心部塑性變形，使齒輪表面硬化層抗剝落性能及齒根彎曲疲勞性能降低。原因分析(1)齒輪材料淬透性差，齒輪材質(zhì)差，鋼材內(nèi)部帶狀組織嚴重。(2)齒輪滲碳后，直接淬火前預(yù)冷溫度過低，使預(yù)冷溫度和淬火溫度溫差小，冷卻速度不足。(3)冷卻速度不夠，金相組織觀察，不是低碳馬氏體組織，而是索氏體和馬氏體的混合組織。(4)心部存留大量未溶鐵素體，由于加熱溫度偏低或加熱時間不足（還沒有完全奧氏體化就進行了淬火處理）造成。未溶鐵素體400×4%硝酸酒精溶液侵蝕4、齒輪硬化層偏淺滲碳齒輪表層硬度深度不夠，導致表面硬化層抗剝落性能降低的同時，也導致使用壽命降低。原因分析(1)滲碳過程中，滲碳時間太短，滲碳溫度偏低，滲碳層偏淺。(2)爐內(nèi)有效加熱區(qū)溫度分布不均勻。(3)滲碳過程中強滲階段及擴散階段的碳勢控制不當。(4)裝爐前齒輪未清除油污及裝爐量過多，所留孔隙太小等因素。(5)選擇的齒輪鋼材質(zhì)及淬透性差，淬火介質(zhì)冷卻性能不足，而造成正常滲碳淬火后硬化層偏淺。

預(yù)防措施(1)合理選用淬透性適合的鋼材作滲碳齒輪材料，嚴格控制齒輪鋼質(zhì)量，入廠前必須對鋼材化學成分，組織等按質(zhì)量標準進行驗收檢查。(2)嚴格控制滲碳前齒輪表面質(zhì)量、裝爐量、爐內(nèi)溫度、爐內(nèi)碳勢氣氛、強滲和擴散時間、滲碳后淬火溫度、冷卻介質(zhì)及冷卻介質(zhì)的溫度等。(3)對出現(xiàn)滲碳不足的齒輪根據(jù)現(xiàn)層深編制合理返修工藝進行補碳處理。

原因分析(1)氣體滲碳時，爐內(nèi)溫度不均勻，碳勢不均，爐內(nèi)氣氛循環(huán)不佳。(2)裝爐前齒輪清洗不干凈，齒輪表面存留油污、碳黑等雜質(zhì)，脫脂溫度不合理。滲碳時在齒面結(jié)焦。(3)裝爐量過大，裝爐方式不合理，工件相互接觸、碰撞。(4)在不需要滲碳的部位，防滲劑刷涂不均勻、不合理，都可能造成滲碳層深度不均勻。預(yù)防措施(1)滲碳時，要注意爐內(nèi)氣氛充分循環(huán)，爐內(nèi)各部分溫度要均勻，各區(qū)風扇要按照相關(guān)規(guī)定定期檢查。另外要選擇合理的爐內(nèi)前后壓力比。(2)做好熱處理滲碳前的準備工作，清除齒面油污，碳黑等物質(zhì)。實踐證明清洗后，脫脂溫度選用400-500℃對于