理论教育 分析齿轮化学热处理工艺

分析齿轮化学热处理工艺

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:现行的齿轮化学热处理工艺属于中温高浓度碳氮共渗工艺,是渗碳和渗氮工艺的综合,兼有两者的长处。该工艺已在多种型号,特别是在双驱动机型的驱动桥传动齿轮的应用中取得了良好的效果。

分析齿轮化学热处理工艺

现行的齿轮化学热处理工艺属于中温高浓度碳氮共渗工艺,是渗碳和渗氮工艺的综合,兼有两者的长处。该工艺已在多种型号,特别是在双驱动机型的驱动桥传动齿轮的应用中取得了良好的效果。但对于前述单驱动机型的齿轮产品的使用性能则不尽如人意,出现前面提到的多对弧齿锥齿轮的早期失效破坏。

在对多例早期失效齿轮的失效分析中可以得出,弧齿准双曲面齿轮失效的主要形式为:主动齿轮的失效为被动失效,主要表现为深层剥落或磨损,在避免从动齿轮过早失效的前提下,这类齿轮能够保证齿轮副的使用寿命;从动齿轮的失效为主动失效,齿面出现严重磨损和硬化层的大块剥落及断裂,表明渗层的耐磨性和强度不足,引起从动齿轮早期失效的主要原因是共渗层组织状态不良和硬度低。

对主动齿轮热处理工艺的评价和分析:该工艺在有利于减小热处理变形的同时,能够获得较高的耐磨性和较高的承载能力;表层的碳氮化合物的形态不够好,数量相差较大,应严格控制碳氮元素的渗入量,不宜过多;降温扩散及淬火温度力求按上限(830+10)℃控制,或于850℃直接淬火,这有利于增加硬化层深度,有利于防止深层剥落而又不至于造成过量的热处理变形,同时也有利于改善表层的碳氮化合物形态,防止堆积。(www.daowen.com)

对从动齿轮热处理工艺的评价和分析:与主动齿轮的直接淬火不同,从动齿轮是重新加热淬火,共渗温度为850℃,与常规的渗碳温度(930℃)相比,主要差别是奥氏体的饱和碳含量不同,要低很多,淬火后对应的马氏体的碳含量也很低,因而,所得渗层的耐磨性和强度均有很大差别,同是马氏体,温度越低,耐磨性和强度越低;现场采用的共渗介质是煤油+液态氨,煤油是长链碳氢化合物,860℃以下不能完全分解,温度越低,分解越不完全,产气量越小,析出的焦油量越多,对获得优良的表层组织不利;在相同的煤油加入量的前提下,温度越低,碳势越低,原子向金属内部的扩散越慢,结果将造成共渗表层原子碳的堆积和大量的炭黑,使得共渗层的表层组织不易控制;加热到830℃的淬火温度偏低,轮齿心部很难获得像主动齿轮那样的100%低碳马氏体,而出现大量的未溶铁素体;共渗出炉后空冷,将发生脱碳和二次碳化物的析出,重新加热时,特别是保温阶段共渗层中的碳进一步跑出并向内部扩散,致使共渗表层及次层奥氏体的碳含量进一步降低,故在随后的压床淬火时易发生早期分解而形成非马氏体组织,导致共渗层中不易产生针状马氏体和残留奥氏体。

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