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齿轮渗碳热处理内氧化的产生原因及预防措施

  机车牵引齿轮、凸轮轴等机械零件通常由20CrMnTi、20CrNiMo、20Cr等低碳钢经渗碳和热处理制成,表面耐磨,芯部有一定韧性。由于内氧化对机车牵引齿轮的疲劳性能影响很大,因此在齿轮渗碳热处理过程中控制内氧化显得非常重要。

  内氧化是指在渗碳钢在齿轮渗碳热处理过程中,虽然铁元素不满足氧化条件,但铬、锰、硅、钛等合金元素满足氧化条件形成合金氧化物,使渗碳钢表面出现晶须状或点状脆性氧化物。此类氧化物的存在将成为疲劳源,会导致产品断裂和失效;此外,内部氧化后区域内合金元素的减少将导致钢的淬透性降低。

  在气体渗碳热处理过程中,无论是在氮基气氛还是滴状气氛中,微量氧的存在都是不可避免的。渗碳炉内的气体与工件材料处于气固平衡状态,炉内的微量氧可渗入工件内部产生氧化。研究表明,可以采取以下措施来控制内部氧化程度:

  (1) 渗碳应使用合金含量较少的渗碳钢或在钢中形成氧化物的可能性较小的合金元素进行;

  (2) 渗碳控制系统用于严格控制渗碳工艺参数,特别是与表面碳浓度密切相关的强渗碳势和扩散碳势。通常,在强渗碳势阶段应尽可能选择高碳势,但在高碳势渗碳时应小心;

  (3) 应使用含氧量小的渗碳介质,以尽可能减少排气时间。

  要解决内氧化问题,不仅要改良渗碳热处理工艺条件,更重要的是要充分了解渗碳过程中内氧化的形成机理。为了防止或控制内部氧化的产生,所有条件都应达到理想状态。

  齿轮渗碳热处理内氧化的产生原因及预防措施就跟大家分享到这里了,希望能对大家有所帮助。

齿轮渗碳