可控气氛渗碳工艺在齿轮应用.pdfVIP

T热处理I艺 上echnology 可控气氛渗碳工艺在齿轮中的应用 郑州职业技术学院 (河南431000)王培先 河南卫华重型机械股份有限公司 (新乡453400)聂福全 【摘要】起重机械硬齿面减速机齿轮材料多采用20crMnTi或20crMnMo，因此必须进行渗碳处理，可 控气氛渗碳工艺具有智能化、自动化程度高、渗碳质量效果好且稳定的特点，因而被许多厂家广泛采用， 本文以某齿轮为例，针对可控气氛渗碳工艺过程及参数设定谈一些思路和方法。 一，可控气氛渗碳工艺原理和特点 可控气氛渗碳是利用有机液体直接通入炉内而 进行碳势控制的渗碳工艺方法。可控气氛成分中主 要包括CO、CO：，H：、H20等，生产中通过控制强 脱碳性气体CO：或H：O的含量来控制可控气氛的碳 势，利用气体成分测定仪器和能根据信号自动改变 渗碳剂滴量的装置，对炉气碳势进行控制。由于可 控气氛渗碳可以实现渗碳过程中的智能化、自动 化，并降低工人的劳动强度，减少设备使用量，降 低成本，提高产品质量，因此已被越来越多的企业 所采用。 二．可控气氛渗碳工艺应用 可控气氛渗碳工艺能否成功应用的关键在于控 制系统参数及其他工艺参数设定的合理性。以附图 齿轮零件图 所示的齿轮为例，该齿轮为硬齿面减速机齿轮，齿 2．控制方式及控制系统选择 轮模数为4，齿数为35，材料为20CrMnTi，渗碳层 常用的控制方式主要包括通断阀脉冲滴注式控 深度要求为0．8～1．2ram，淬火后硬度要求为58— 制、通断阀占空比控制，变通径阀位控制和连续调 62HRC。针对该齿轮的技术参数要求，我们决定采 节阀开度控制。最常用的是通断阀脉冲滴注控制方 用可控气氛渗碳工艺方法对其进行渗碳处理。 式，本工艺即采用该种方式。 1．炉型选择 碳势控制系统选用了某公司生产的CMT一5．5B 采用国内某公司生产的箱式渗碳炉，功率 型碳势控制仪，该系统由PC总线工控机、智能碳 320kW，最高加热温度为950℃，最大装炉量势仪、温控仪，以及其他控制执行机构、传感器 6000kg。 组成。其中智能数显碳势控制仪，以进口高精度 争露步r眦………流翩渊黧85 T热处理I艺 上echnology 单片机为核心，采用多种软硬件抗干扰措施和PID 所以D值应小些为好，否则会造成控制不稳定。 调节(比例，积分、再微分调节器)技术，与氧探 在试验初期，上述参数具体设定值为： 头配套，对炉气碳势进行PID调节控制。在自动控 制模式下，仪表根据氧碳头和热电偶信号算得炉气 零件的实际渗碳过程中，这些参数不需要经常改 实际碳势，将其与设定的碳势值进行比较和PID运 变，就能达到很好的控制效果。 算，再对气氛原料供给量作适当调节，使炉气碳势 (2)碳势调节周期设定控制周期太短，会使 稳定在设定数值上。仪表具有断电保持、报警、氧 仪表控制变得混乱，因为仪表始终找不准工艺参数 探头自动清洗、氧探头内阻测量．CO值补偿、热 的动态趋势和变化规律t控制周期过长，则工艺参 电偶选择、数字通信等功能。仪表可储存多达100 数静态偏差值就会比较大一些，即控制得不够精 个工艺程序，具有PID参数整定和温度、氧势及碳 细，碳势调节周期一般在10—15s为宜。若炉子用气 势等主要工