齿轮微波热处理技术优化方案

2023-06-29 理论教育版权反馈

【摘要】：图7-27 金属零件热处理和涂敷用微波大气等离子加工系统示意图Atmoplsa技术可使热处理工艺实现快速加热、更精确控制加热和达到更高温度，从而缩短工艺周期和减少能耗，比电热辐射可降低30％的成本。齿轮经规定时间渗碳处理后，进行淬火和回火。表7-76 AISI 8620钢齿轮渗碳结果比较图7-28所示为AISI8620钢齿轮普通气体渗碳和Atmoplsa渗碳结果的比较。

美国Dana Corp公司开创了Atmoplsa微波大气等离子加工技术，在大气下引发和保持气体的等离子状态，高度吸收微波能（达95％）后使等离子体在数秒钟内达到1200℃高温。与常规工艺相比可大大缩短工艺过程，甚至优于低压渗碳（见表7-76）。图7-27所示为金属零件热处理和涂敷用微波大气等离子加工系统示意图。

图7-27 金属零件热处理和涂敷用微波大气等离子加工系统示意图

Atmoplsa技术可使热处理工艺实现快速加热、更精确控制加热和达到更高温度，从而缩短工艺周期和减少能耗，比电热辐射可降低30％的成本。由美国Dana Corp公司德国ALD公司合作开发已商品化的微波渗碳技术，该技术还可以控制残留奥氏体量和获得细晶粒组织。用AISI 8620钢（相当于20CrNiMo钢）齿轮进行的渗碳试验表明，微波渗碳的周期和渗层深度都比真空渗碳的效果好（见表7-76）。

（1）微波渗碳工艺过程如把齿轮装入加工室中，通入氩气，用特殊方法激发等离子，温度迅速升高。当齿轮温度达到930℃时，向加工室内通入乙炔气体（作为供碳源）。调节微波功率，使温度保持在固定水准。乙炔在等离子体内易裂解，调整乙炔量、微波能量和维持等离子体的容器尺寸可使在一定体积内的沉积碳量得到精确控制。将渗碳温度提高到980℃可进一步加速渗碳，缩短渗碳周期。齿轮经规定时间渗碳处理后，进行淬火和回火。

（2）微波渗碳与传统气体渗碳及真空渗碳的结果比较 AISI 8620钢齿轮渗碳结果比较见表7-76。通过表7-76可知，同传统气体渗碳相比，在渗碳层深度增加20％的情况下，渗碳时间仍可缩短20％以上；同真空渗碳工艺相比，在渗碳时间接近相同情况下，渗碳层深度仍可以增加20％，降低生产成本30％以上。因此，微波渗碳技术节能效果显著。

表7-76 AISI 8620钢齿轮渗碳结果比较

图7-28所示为AISI8620钢齿轮普通气体渗碳（930℃×272min）和Atmoplsa渗碳（212min）结果的比较。

图7-28 AISI8620钢齿轮渗碳结果比较

a）普通气体渗碳（930℃×272min） b）Atmoplsa渗碳（212min）

注：1in＝25.4mm。

齿轮微波热处理技术优化方案

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