940℃渗碳工艺探索与应用.pdfVIP

940~C渗碳工艺探索与应用 南京高精齿轮集团有限公司 (江苏 210012) 张 伟 朱百智 渗碳的常规工艺温度一般为920～930℃，近年 渗碳炉作为试验设备，设备的加热炉丝、导流筒、 来 ，为响应国家节能减排的号召，提高热处理效 炉罐、热电偶、氧探头和循环风扇等硬件均能保证 率 ，高温渗碳有了一定的发展，渗碳温度的提高 最高950℃渗碳 。 可显著地缩短渗碳时间，降低成本和能源消耗。但 (2)材料 常用渗碳淬火钢20CrNi2Mo、 是高温渗碳面临两个问题，一是要求设备有高可靠 17CrNiMo6、20CrMnMo，有资料显示，在一般情 性，二是要求晶粒不致粗大。 况下，含Mo的钢较不含Mo的钢阻碍晶粒长大的能 某公司引进的井式渗碳炉渗碳温度最高可支持 力较强，一般在960℃甚至1000℃以上才出现晶粒 950~C渗碳，2011～2012年在井式渗碳炉中采用940~C 粗大现象 。 进行深层渗碳工艺试验 ，取得较好的经济效益。 (3)层深 由于奥氏体化温度和保温时间均 1．试验思路 对晶粒粗大有直接影响，所以该试验首选层深2．4 ～ 3．0mm作为工艺试验，然后再推广到层深3．0mm (1)设备 选择~2000mm×4000mm常规井式 以上，待工艺试验成熟后将高温渗碳推广到3．8mm 用本身余热进行回火，提高工件表层组织的塑性和 以上的深层渗碳，这样成本节约效果明显。 韧性。前期充分发挥水冷烈度大的优势，后期要尽 2．工艺过程及结果分析 量缓冷，并严格控制锻件的终冷温度，这样就能有 (1)工艺过程 为防止晶粒粗大，渗碳结束 效防止工件开裂。根据上述分析，改进后的热处理 后选择降温高回+二次淬火的工艺，使奥氏体加热 工艺参数见表6。 后重新结晶，再进行淬火处理，以达到细化晶粒的 表6 改进后的热处理工艺 目的。整个过程热处理工艺为预渗+强渗+扩散+降 淬火温度 保温时间 淬火冷却 回火温度 ／℃ h／ 介质 冷却参数 ／℃ 温高 回+二次淬火+低温回火，如图1所示。表1是 850 水一空一水间 过程工艺参数。随炉试样选择~b25mm的圆形试棒， — — 860 2～2．5 水、空气 歇冷却 540～560℃ 表7为经过表6热处理工艺得到的主轴 的最终性 ＼ 能，其性能完全满足技术要求，为今后此类产品的 赙 热处理奠定了基础 。 表7 最终性能 () 时间 ，h a／MPa ObM／Pa (％) (％) Ku，J 屈强比 图1 940~C渗碳工艺曲线 609 792 18 64 99 0．77 表1 940。C渗碳工艺参数 634 816 l8 63 11O O．78 预渗 强渗 扩散 淬火 回火 649 845 18 61 117 O．77 时间 碳势 时间 碳势 时间 碳势 时间 碳势 时间 628 817 18．5 61 82 0．77