选择与控制齿轮渗碳工艺参数

2023-06-29 理论教育版权反馈

【摘要】：渗碳层深度与渗碳温度的关系见表5-14，可供齿轮渗碳时参考。表5-14 渗碳层深度与渗碳温度的关系2.渗碳气氛碳势目前齿轮多采用气体渗碳，渗碳阶段的炉气组分应基本上符合表5-15的数值表5-15 渗碳阶段的炉气组分（％)渗碳过程中的碳势控制是工艺的关键所在，目前齿轮渗碳基本上已实现了微机碳势控制，使渗碳质量稳定性得到大幅度提高。

1.渗碳层深度与渗碳温度

齿轮渗碳温度常用900～930℃。渗碳层深度与渗碳温度的关系见表5-14，可供齿轮渗碳时参考。

表5-14 渗碳层深度与渗碳温度的关系

2.渗碳气氛碳势

目前齿轮多采用气体渗碳，渗碳阶段的炉气组分应基本上符合表5-15的数值

表5-15 渗碳阶段的炉气组分（体积分数）（％)

渗碳过程中的碳势控制是工艺的关键所在，目前齿轮渗碳基本上已实现了微机碳势控制，使渗碳质量稳定性得到大幅度提高。渗碳控制系统分为单级控制系统和集散式控制系统。渗碳控制系统的配制，可根据齿轮种类、生产量及对质量的要求，参考表5-16进行选择。

表5-16 渗碳控制系统的配制

3.渗碳时间

1）渗碳时间主要根据渗层深度确定，且与渗碳温度及炉内气氛等因素有关。在某一给定条件下，渗层深度与渗碳时间存在以下关系：

式中 δ——渗碳层深总深度（mm）；

τ——渗碳时间（h）；

K——与渗碳温度有关的系数，870℃时K＝0.457，900℃时K＝0.533，925℃时K＝0.635

2）简单计算渗碳和扩散时间公式如下式：

Tc＝Tt×（D／C）2式中 Tc——渗碳时间（h）；

Tt——渗碳时间＋扩散时间（h）；

D——扩散终了时的表面碳量和材料的碳含量之差（质量分数）（％）；

C——初始碳势和材料碳含量之差（质量分数）（％）。

举例：在927℃渗碳，取总渗碳层深度1.6mm，使表面碳量达到0.80％（质量分数），按碳势w（C）为1.00％的气体渗碳时间和按碳势w（C）为0.8％的气体扩散时间可用下述方法求得即由哈里斯（F.E.Harris）求得的渗碳时间-温度-渗碳深度的关系（见表5-17），可知要求得到1.6mm的渗碳层需要6h。

由上式计算：

Tc＝6×（0.80－0.19／1.00－0.19）2＝3.4h式中 0.19——材料的原始碳的质量分数（％）。

因而在碳势w（C）为1.00％下渗碳3.4h，然后在碳势w（C）为0.80％下，再进行6h－3.4h＝2.6h的扩散，就可得到表面碳的质量分数为0.80％、总渗碳层深度为1.6mm的渗碳件。

上述公式适合于渗碳层深度较浅的渗碳场合，而较深的渗碳场合，则产生较大的偏差。

表5-17 渗碳温度-时间-总渗碳层深度的关系（摘取部分）

选择与控制齿轮渗碳工艺参数

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