如何提高齿根硬化层深
如题，有一种齿轮由于材料淬透性、工件的形状等影响因素，导致工件齿根的硬化层总达不到技术要求（节圆硬化层已上限），请问各位有什么好的办法能提高齿根的硬化层（节圆1.1-1.5mm，齿根≥0.7mm)？ 取一件产品退火，然后用金相分析节圆与齿根处的渗碳层深，明确是渗层问题，还是淬火问题，然后针对性解决。另外问一下，你提出的差异是渗碳后检测？还是磨齿后检测的？齿根与节园处渗碳的层深差不了这么大。主要是提高材料淬透性或提高淬火冷却速度。 本帖最后由 孤鸿踏雪 于 2015-10-13 08:05 编辑
在齿轮材料和参数一定的情况下，影响齿根有效硬化层深度的主要有两个因素：1）齿根渗碳层深度，2）淬火冷却条件。
所以知道了症结所在，处方就好开了：渗碳过程采用预氧化，淬火采用适当的淬火温度，选择冷速尽可能快的淬火油或无机淬火介质，强力搅拌 最起码要说下你用的设备、工艺、工件尺寸。才能给你建议。 这问题应该是无解，材料8620，设备用过双排炉、箱式炉做过无数试验都不行，连真空渗碳都做过也白扯。有时材料的淬透性稍微好点成功率就大点，淬透性差点就又不行了。换了20crmnti的材料，齿根就合格了。现在讨论在不换材料的前提下，是否有可能使齿根的硬化层合格。 浪子小新 发表于 2015-10-12 08:52
这问题应该是无解，材料8620，设备用过双排炉、箱式炉做过无数试验都不行，连真空渗碳都做过也白扯。有时材 ...
可以调整气氛方案。
我们曾经帮助一个客户解决过多用炉里工件上下表面渗碳不均匀的问题。思路就是：1）基于CFD计算机模拟，改善炉内流场；2）将气氛通入的单步渗碳+扩散改成类似于真空炉的脉冲式气氛，即“高碳势，低碳势，高碳势，低碳势。。。高碳势，低碳势”，当然每步的时间以及碳势设置也是有讲究的。之所以改成这样可以实现，主要是因为在高碳势下，容易渗碳的区域可能会出现overcarburizing，也就是过渗碳，一旦达到这个程度，这一区域就很难再有新的渗碳发生，而在那些不容易渗碳的区域，渗碳过程则在继续发生。在你的问题里，就可以保证齿间以及齿侧面已经过渗碳不能再渗碳的同时，齿根区域的渗碳还能继续发生。这样经过多个循环，基本可以保证零件各个部分的渗碳效果趋向一致。当然，具体问题具体分析，我只是提供一个解决这一问题的方向。另，也不用担心过渗碳，过渗碳可以通过延长低碳势扩散过程来解决。比如，你把表面区域已经出现渗碳体的零件放在炉子里保持一定碳势继续加热，这些渗碳体同样可以分解，C可以溶入奥氏体，并逐步向更深的地方扩散，从而彻底消除过渗碳现象。
浪子小新 发表于 2015-10-12 21:52
这问题应该是无解，材料8620，设备用过双排炉、箱式炉做过无数试验都不行，连真空渗碳都做过也白扯。有时材 ...
我怎么就被你绕晕了呢！
你既然已得出“节圆1.1-1.5mm，齿根≥0.7mm”无解的结论，那还讨论什么？ 未必无解，楼主既然有真空渗碳的条件，不妨用乙炔做渗碳剂试下，有文献记载，乙炔对盲孔的渗碳能力远超丙烷，何况是齿根呢？ aaron01 发表于 2015-10-13 10:26
未必无解，楼主既然有真空渗碳的条件，不妨用乙炔做渗碳剂试下，有文献记载，乙炔对盲孔的渗碳能力远超丙烷 ...
普通气体渗碳炉应该也能解决这种问题。 cnszgong 发表于 2015-10-13 10:31
普通气体渗碳炉应该也能解决这种问题。
对于淬透性差的材料，常规渗碳淬火确实有难度，龚工有何绝招？ aaron01 发表于 2015-10-13 11:43
对于淬透性差的材料，常规渗碳淬火确实有难度，龚工有何绝招？
呵呵 这样的技术要求是合理的，也符合AGMA标准要求。
其实这事我和秦楼明月以及以前在南京斗升的叶工都讨论过的。他们都能做到（使用普通气体渗碳炉，普通淬火介质）。 本帖最后由 cnszgong 于 2015-10-13 12:03 编辑
aaron01 发表于 2015-10-13 11:43
对于淬透性差的材料，常规渗碳淬火确实有难度，龚工有何绝招？
其实解决这个问题的灵感还是出之于您当初在论坛苏州会议上发表的那篇文章说所的，
渗层淬透性问题。 最重要还是取决于材质淬透性。。。。。。 本帖最后由 cnszgong 于 2015-10-13 14:18 编辑
aaron01 发表于 2015-10-13 11:43
对于淬透性差的材料，常规渗碳淬火确实有难度，龚工有何绝招？
您的文章《浅析低碳钢渗碳或碳氮共渗淬火工艺的几个认识误区》应该说的就是渗层淬透性吧。:lol
这就是灵感的来源之一。
针对楼主的8620材质齿轮渗碳，如果在将来的某一天看到齿根部位的有效硬化层深超过节圆处的有效硬化层深度，这样的结果我也不会感到奇怪的。 cnszgong 发表于 2015-10-13 14:14
您的文章《浅析低碳钢渗碳或碳氮共渗淬火工艺的几个认识误区》应该说的就是渗层淬透性吧。
这就 ...
问题是当你用工艺手段提高了齿根的硬化层深的同时，节圆和齿顶的同样也会被提高，如何解决超差问题？ aaron01 发表于 2015-10-13 14:50
问题是当你用工艺手段提高了齿根的硬化层深的同时，节圆和齿顶的同样也会被提高，如何解决超差问题？
碳化物超差是有可能的，但节圆处有效硬化层超差？那可不一定。
会不会出现这样的局面呢，当齿根部位的硬化层深提高时，节圆和齿顶的有效硬化层反而变浅呢？ cnszgong 发表于 2015-10-13 14:55
碳化物超差是有可能的，但节圆处有效硬化层超差？那可不一定。
会不会出现这样的局面呢，当齿根部位的硬 ...
当齿根部位的硬化层深提高时，节圆和齿顶的有效硬化层反而变浅呢？
从气氛流动及零件结构的曲率来说，都是不太可能嘀。 aaron01 发表于 2015-10-13 10:26
未必无解，楼主既然有真空渗碳的条件，不妨用乙炔做渗碳剂试下，有文献记载，乙炔对盲孔的渗碳能力远超丙烷 ...
我们有真空渗碳设备，渗碳剂用的就是乙炔，理论上说真空渗碳的碳浓度梯度很平缓，硬化层应该能达到，但试验结果就是达不到要求。 浪子小新 发表于 2015-10-13 16:35
我们有真空渗碳设备，渗碳剂用的就是乙炔，理论上说真空渗碳的碳浓度梯度很平缓，硬化层应该能达到，但试 ...
也许问题就出在碳浓度梯度平缓上了。 真空渗碳解决不了？我们真空渗碳淬火节圆和齿根比可以达到10：9.5也就是节圆和齿根硬化层很接近，DC也是1.1mm硬化层。那楼主看了渗碳层了木有，节圆和齿根比是多少。 我以为用乙炔真空渗碳可以让直径3毫米，90mm深的盲孔内部完全渗到，肯定能解决齿根的问题。
楼主的问题可能是在工艺上设定不合理，我认为
第一需要给比正常工艺更多的富化气流量，
第二，需要在渗碳和扩散阶段给到更高的Cs，就是表面碳浓度设定得更高，最终扩散的表面Cs设定也应该更高点，传统的0.6%不合适，浓度梯度被抹平了。
或者在真空渗碳以后，多用炉二次加热淬火的时候，把碳势提高了。
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