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精密轴管低压气体渗碳

  • 发布时间:2020-11-01

相关参考文献对精密轴管低压气体渗碳进行了详细的综述。精密轴管齿轮采用低压气体渗碳的主要优点是,即使是复杂和精细结构的齿轮,也能获得优异的渗碳均匀性和一致性;由于工艺周期较短,显著降低或避免晶间氧化和表面氧化;

由于改进了对变形的控制、降低了同批次内和批次间产品性能的波动。此外,由于精密轴管油淬不如气体淬火有效,而低压气体渗碳通常不需要采用油淬,由此降低了污染和碳的排放,可简化去除传统气渗碳工艺中油淬后水洗步骤。新兴的精密轴管低压气体渗碳工艺的主要缺点是,投资成本高、淬火强度有限和工件心部硬度低。

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通过对AISI8620齿轮的齿根和齿节线处硬度的分布比较,相关参考文献就精密轴管真空渗碳与气体渗碳进行了对比,对轴承用45#精密管真空渗碳的优点和功效进行了全面地论述。在气体渗碳的精密轴管齿轮齿根和齿节线处,深度至0·36mm(0·014in)处硬度还有58HRC,随后陡然下降。

在节线处的有效硬化层深度(50HRC)为1·33mm(0·05in),而齿根处仅为0·70mm(0·028in)。此结果称为精密轴管渗碳过程中形状效应,与平直表面相比,凹形表面如在根部处的渗层深度较浅,凸表面如齿顶处的渗层深度更深。根部渗层较浅不利于精密轴承管齿轮的弯曲疲劳性能。

与气体渗碳相比,同样的精密轴管齿轮经真空渗碳和油淬,硬度达到58HRC的渗层深度提高了一倍,可达0·81mm(0·032in),而且在齿根与齿节线之间,硬度均匀性和一致性有明显的提高,齿根处的有效硬化层50HRC深度达到1mm(0·04in)。通过真空渗碳高压气体淬火,精密轴管齿轮的硬度分布和一致性得到进一步改善,齿轮根部的有效硬化层50HRC深度达到了1·2mm(0·047in)。

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采用气体淬火轴承精密管齿轮齿根和节线处的有效硬化层深度一致性更高,其原因为气体淬火不会出现油淬中的蒸汽膜,这使冷却速率更加均匀。与精密轴管真空渗碳后油淬齿轮或气体渗碳后油淬齿轮相比,由于真空渗碳后采用高压气体淬火精密轴承无缝钢管齿轮,在齿根和节线渗层深度的一致性高,因此具有更高的抗弯疲劳强度性能。

另一项相关研究表明,与气体渗碳油淬相比,精密轴管8620H低压渗碳和采用20bar(2MPa)氮气淬火,表面残余压应力更高。

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