齿轮固体渗碳技术优化方案

2023-06-29 理论教育版权反馈

【摘要】：目前有部分大、中型齿轮采用固体渗碳工艺。表5-48 常用固体渗碳剂固体渗碳温度的选择渗碳钢碳含量为0.15％～0.25％，其奥氏体化温度应在900℃以上，固体渗碳温度一般选择在900～950℃。当渗碳温度为930℃，渗层深度在0.8～1.5mm范围内时，出炉时间一般可按平均渗速0.10～0.15mm／h估算，并在预计出炉时间前0.5～1h检查试棒，渗层符合要求后即可出炉，渗碳箱出炉后，可根据情况选择放在空气中冷却到300℃以下，开箱取出齿轮，以防齿轮畸变等。

固体渗碳简单易行，不需要专门的渗碳设备，但渗碳时间长，层深及碳含量波动较大，不便于直接淬火，适用于单件、小批量生产。目前有部分大、中型齿轮采用固体渗碳工艺。

（1）固体渗碳剂对固体渗碳剂的要求：具有稳定的、高的渗碳活性，密度小，导热性好强度高，渗碳温度下收缩小，不易烧损，硫、磷等杂质含量少。常用固体渗碳剂见表5-48。

表5-48 常用固体渗碳剂

（2）固体渗碳温度的选择渗碳钢碳含量为0.15％～0.25％（质量分数），其奥氏体化温度应在900℃以上，固体渗碳温度一般选择在900～950℃。

（3）固体渗碳透烧时间（见表5-49）

表5-49 固体渗碳透烧时间

（4）固体渗碳时间（保温时间）与渗层深度和箱子断面的关系（见表5-50）

表5-50 固体渗碳时间（保温时间）与渗层深度和箱子断面的关系

注：1.保温时间按仪表到温后开始计算。

2.碳素钢保温用BaCO₃做催渗剂时取上限，合金钢用Na₂ CO₃做催渗剂时取下限

（5）固体渗碳时间与渗层深度、渗碳温度的关系（见表5-51）

表5-51 固体渗碳时间与渗层深度、渗碳温度的关系

（续）

（6）不同牌号钢固体渗碳层深和保温时间的关系（见表5-52）

表5-52 不同牌号钢固体渗碳层深和保温时间的关系

（7）出炉时间的确定固体渗碳齿轮出炉时间应根据需要的渗碳层深度来决定。当渗碳温度为930℃，渗层深度在0.8～1.5mm范围内时，出炉时间一般可按平均渗速0.10～0.15mm／h估算，并在预计出炉时间前0.5～1h检查试棒，渗层符合要求后即可出炉，渗碳箱出炉后，可根据情况选择放在空气中冷却到300℃以下，开箱取出齿轮，以防齿轮畸变等。

（8）装箱渗碳箱一般由4～8mm厚的耐热钢板或低碳钢板焊接而成，也可采用壁厚为10～15mm的铸铁箱，渗碳箱的外形有矩形、圆柱形、环形，其形状和外形尺寸应根据齿轮的形状尺寸及使用设备的炉膛大小而定。固体渗碳通常采用箱式电阻炉或井式炉。

齿轮装箱时箱底均匀铺上一层厚为20～30mm的渗碳剂，上下层之间铺一层20～25mm的渗碳剂。炉盖用黏土＋水；水玻璃＋耐火泥；或耐火土＋水，将盖封严。在渗碳箱盖上留有直径为φ12～φ18mm的两个孔，插入试样。齿轮摆放间距参见表5-53。齿轮固体渗碳的装箱方法如图5-4所示。

表5-53 工件摆放间距