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摩托車齒輪的氣體碳氮共滲

作者:AM8亚美来源:[AM8亚美公司]访问:827时间:2019-11-04

  中國鋼管信息港進行了報道:拋光後的試樣在金相顯微鏡下觀察,隻能看到光亮的表麵及某些非金屬夾雜物。要想觀察金屬的顯微組織,則必須用浸蝕劑浸蝕試樣表麵。最常用的浸蝕方法是化學浸蝕法。浸蝕時可用棉花蘸上浸蝕劑在磨麵上輕輕擦試,或將磨麵完全浸進浸蝕劑中。浸蝕時間一般由浸蝕劑濃度及金屬材料本身而定。若選45鋼試樣,則浸蝕劑選用4%的硝酸酒精溶液,浸蝕的時間為8~15s(浸蝕時間與浸蝕劑濃度有很大關係)。若浸蝕不足可繼續浸蝕;但浸蝕過度則需從頭拋光。對於不同的材料,可選用不同的浸蝕劑,其選用可查相關手冊。
  
  對於純金屬或單相合金而言,浸蝕還是一個純化學溶解過程。由於晶界處缺陷和雜質較多,原子排列混亂且具有較高的自由能,易被浸蝕而呈凹陷;同時每個晶粒華夏子排列的位向不同 ,各自的溶解速度也各不相同,導致被浸蝕的深淺程度也有區別。是以在顯微鏡下觀察時,反射光線變化較大:晶界處的反射光線發生散射沒有進進顯微鏡物鏡而呈玄色;晶粒未被浸蝕 ,反射光線垂直進進顯微鏡物鏡故呈白亮色。所以,在顯微鏡下觀察到玄色的晶界和白色(各晶粒之間略有差異)的晶粒。對於兩相以上的合金組織,浸蝕首要是一個電化學腐蝕過程。由於各構成相的成分不同,具有不同的電極電位,當試樣浸進具有電解液感化的浸蝕劑時,就在兩相之間形成無數對“微電池”:具有負電位的構成相成為陽極,它被迅速腐蝕而呈凹窪;具有正電位的另一構成相成為陰極,在正常的電化學感化下不受浸蝕而保持原本的光滑表麵。當進射光線照耀到凹凸不平的試樣表麵時,由於各處對光線的反射程度不同,在金相顯微鏡下就能觀察到各種不同的構成相。試樣經過浸蝕後,立即用淨水衝洗,然後用酒精棉球擦拭並吹幹 ,至此金相試樣的製備工作全部結束,即可在顯微鏡下進行組織觀察和分析研究。
  
  幾種齒輪均采用低合金鋼20CrMnTi製成。為進步齒輪的接觸疲憊強度及抗咬合、抗擦傷性能,要求經調質處理後進行碳氮共滲。由於受生產設備限製,我廠僅能進行氣體碳氮共滲。經多次試驗和大批量生產 ,齒輪熱處理質量達到了技術要求。
  
  1.熱處理工藝參數的確定
  
  根據產品的要求,擬定的零件工藝流程為:調質→製成直齒輪→氣體碳氮共滲→淬火、回火。
  
  考慮到我廠氣體碳氮共滲是用上海電爐廠產的RQZ—60—9式滴注井式氣體滲碳電阻爐進行氣體共滲。碳氮共滲用的液體介質是用滴量器對流量進行控製。碳氮共滲質量完全依托操縱工人對滴數,火苗進行嚴格控製。
  
  (1)調質溫度
  
  根據材料和硬度要求,確定調質溫度為(870±20)℃ ,回火溫度(660±20)℃。
  
  (2)碳氮共滲溫度
  
  碳氮共滲中的溫度是決定滲層質量的首要啟事,其碳氮濃度在爐中的變化情況是:在共滲層中碳量隨溫度升高而增加,氮量隨溫度升高而減少。而共滲層中碳原子分布變化情況是:碳原子的穿透深度隨溫度的升高而加大,氮原子的穿透深度隨溫度升高而有所減少 。在碳氮共滲層中成分要求一般是:wC=0.8%~1.15% ,wN=0.2%~0.4%為最好。為了獲得這個較佳的滲層成分,又考慮到要盡量減少齒輪淬火時的變形,經多次試驗最後確定采用(860±20)℃。
  
  (3)碳氮共滲保溫時間
  
  在碳氮共滲溫度(860±20)℃下,用共滲劑煤油和三乙醇胺進行碳氮共滲,經在保溫時間內進行抽樣切割檢查碳氮共滲層深度合格後,確定七種齒輪碳氮共滲的最好保溫時間是4~6h。
  
  (4)碳氮共滲劑的選用
  
  在進步企業經濟效益同時又保證齒輪碳氮共滲的質量,從試驗到大批量生產,采用煤油和三乙醇胺作氣體碳氮共滲工藝用的共滲劑。
  
  (5)碳氮共滲劑比劑的確定
  
  碳氮共滲對於共滲劑煤油和三乙醇胺的比例很首要 ,它們是決定共滲層質量的關鍵,它們的比例不恰當會嚴重影響共滲過程中碳氮原子滲透速度和共滲層中的碳氮濃度。經過反複對比實驗,確定采用1:2.5為碳氮共滲階段煤油和三乙醇胺的流量 。由操縱工人通過控製每分鍾的滴數來控製它們的流量,從而達到確保共滲透層的質量 。
  
  (6)碳氮共滲後淬火
  
  齒輪在860±20℃下進行碳氮共滲直到共滲保溫階段結束,檢查試樣共滲層深度合格後就出爐直接淬火,油溫50~80℃冷透,效果良好。
  
  (7)回火溫度
  
  中國鋼管信息港進行了報道:齒輪經碳氮共滲透及淬火後,必須進行低溫回火,回火溫度180±20℃空冷、冷透 。
  
  3.齒輪熱處理工藝
  
  熱處理各參數確定後,擬定了如下工藝規程。
  
  (1)齒輪調質工藝:淬火溫度870±10℃冷卻介質20號機油 ,油溫50±80℃,回火溫度660±20℃ ,空冷 、冷透,24~38HRC。
  
  (2)氣體碳氮共滲工藝:共滲溫度860±20℃ ,共滲時間4~6小時。
  
  (3)淬火,回火工藝:齒輪碳氮共滲後直接淬火,油冷 ,油溫50±80℃冷透。回火溫度80±20℃空冷、冷透。
  
  4.大批量生產及效果
  
  上述熱處理工藝規程經過多次試驗和抽件切割檢查證實,能滿足零件的技術要求。檢查合格的齒輪經裝配和試車考驗證實使用性能良好,因而進進大批量生產。大批量生產後的齒輪對其調質硬度、淬火及回火硬度、變形等項目分別按每爐10%抽樣檢查調質硬度、淬火及回火硬度,按每爐抽樣檢查碳氮共滲層深度、對變形項目全部進行檢查,檢查結果如表2示:
  
  序號
  
  零件名稱
  
  滲層深度/mm
  
  心部硬度HRC
  
  表麵硬度HRC
  
  圓跳動量/mm
  
  1
  
  主動齒輪
  
  0.42~0.45
  
  24~38
  
  56~59
  
  0.036~0.045
  
  2
  
  Ⅰ軸Ⅱ速齒輪
  
  0.42~0.45
  
  24~34
  
  58~61
  
  0.041~0.056
  
  3
  
  起動齒輪
  
  0.30~0.35
  
  22~32
  
  56~58
  
  0.043~0.054
  
  4
  
  Ⅱ軸Ⅲ速齒輪
  
  0.42~0.45
  
  23~35
  
  58~63
  
  0.041~0.056
  
  5
  
  Ⅰ軸Ⅰ速齒輪
  
  0.42~0.45
  
  24~36
  
  58~61
  
  0.042~0.057
  
  6
  
  Ⅱ軸Ⅰ齒輪
  
  0.42~0.45
  
  25~37
  
  58~61
  
  0.041~0.054
  
  7
  
  Ⅱ軸Ⅱ速齒輪
  
  0.42~0.46
  
  24~36
  
  58~62
  
  0.045~0.058
  
  5.生產中曾出現的題目及補救措施
  
  生產齒輪近五年,齒輪熱處理質量穩定,但也出現過共滲層硬度偏低,共滲層淺等題目,經采取措施順利地解決了題目,確保了產品質量。
  
  對齒輪在碳氮共滲後出現硬度偏低,經過具體分析找到了產生質量題目的啟事:是在共滲階段對煤油和三乙醇胺流量即每分鍾滴數未嚴格控製。
  
  經對齒輪從頭進行碳氮共滲處理,在860±20℃從頭進行碳氮共滲保溫階段按具體情況調整、煤油和三乙醇胺的流量,即控製它們每分鍾滴數,同時調整保溫時間 ,經過上述措施,效果較好。
  
  對齒輪在碳氮共滲後出現共滲層淺進行具體分析以為:產生啟事是齒輪在碳氮共滲階段保溫時間短,未嚴格履行工藝規程,經從頭進行碳氮共滲補救,通過延長860±20℃時的保溫時間,就達到滿足的效果。
  
  6.結論
  
  中國鋼管信息港進行了報道:生產的七種齒輪經多次抽件切割考核質量一向穩定,又經多次裝配試車考核,證實經熱處理後的齒輪具有較高的接觸疲憊強度和較高的耐磨性,使用性能良好,這充分表明采用氣體碳氮共滲完全能滿足產品要求。

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