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齿轮渗碳硬度不均的原因分析和解决方法

  齿轮渗碳是齿轮热处理的典型工艺,硬度不均匀是热处理生产中常见的质量问题。由于单个齿轮或齿轮零件的硬度不均匀,检测程度低将大大减小齿轮的使用寿命,是热处理质量问题中受到关注的问题之一。

  硬度不均的原因分析

  1.齿轮表面污染

  齿轮渗碳淬火的热处理不但要求热处理前表面的清洁,而且在炉内渗碳时不污染表面。

  齿轮加热前如有油污和铁锈,会影响渗碳时碳的有效吸收。在预氧化过程中,油烟较多,不但会附着在齿轮表面,阻碍渗碳,还会影响炉内渗碳气氛的稳定性。

  在渗碳过程中,应防止炭黑团聚对渗碳均匀性的影响。除选择适合的渗碳温度和碳势外,还应考虑炉内其他的事故,如温度漂移、碳势精度、氧探头失控、流量失控、炉内局部低温、渗碳原辅材料不纯等,会导致炭黑的积聚。

  2.温度和碳势不均匀性的影响

  炉内温度不均匀对硬度不均匀有很大影响,炉内各意外情况都会影响温度均匀性,如炉体密封、中门失效、辐射管失效、料具夹持等。

  碳势均匀性受温度不均匀性、炉内气氛循环和装料密度的影响。在炉内碳势较低的区域,渗碳能力减小,容易出现渗碳层浅、硬度低的问题。

  3.冷却不足

  淬火油的冷却性能和清洁度将影响淬火质量。搅拌器的故障和加料方式不当会影响淬火和冷却,导致硬度不均。

  解决

  1.不让齿轮表面污染。齿轮在热态前应无铁锈和油污,齿轮在入炉前应清洗干净;采用专用清洗机增肌清洗效果;预氧化炉应定期燃烧油烟,不让污染齿轮表面和渗碳气氛。

  2.定期温度校准。原热电偶每年只要校验一次。由于检定公差大,周期长,虽然温度在检定要求范围内,但实际温度会有较大偏差。我公司现采用高级热电偶对主控温度进行校准,以保持过程温度的准确性。

  3.增加对甲醇、丙烷等原辅材料的质量检验强度,清理原辅材料含水率等杂质对渗碳气氛稳定性的影响。

  4.定期进行齿轮渗碳操作。在操作过程中,判断炭黑的聚集程度,分析炭黑异常的原因。