重载齿轮渗氮处理技术要求

1. 材料及要求

1.1 常用材料及分类

渗氮主要用于模数 12mm 及以下重载齿轮。常用材料及分类如表 1 所示。

表 1 渗氮齿轮常用材料及分类

1.2 原材料质量和锻件质量

原材料质量和锻件质量应符合 重载齿轮材料质量要求。

2 渗氮设备

气体渗氮设备的温度测量和控制、气氛及氮势控制系统、设备维修及可靠性等应符合GB/T32540的规定。

离子渗氮设备的温度测量和控制、压力的测量和控制、流量的测量和控制、设备的保养应符合GB/T34883的有关规定。

3 试样

渗氮试样应符合 齿轮热处理试样技术要求 规定。

4 热处理工艺

4．1 预备热处理

4．1．1  齿轮毛坯粗车后的预备热处理应采用调质处理。

4．1．2 渗氮重载齿轮调质的硬度应不低于32HRC。调质后的齿轮表面游离铁素体量应小于5%，渗氮前齿轮表面不应有氧化脱碳。调质时的回火温度应不低于480℃，并且比渗氮温度至少高30℃。4．1．3 调质后，若齿轮的硬度或金相组织不合格，允许返工2次。

4．1．4  渗氮在磨齿后进行，对精度要求较高和容易发生畸变的齿轮，在粗加工和精加工之间应进行一

次或多次去应力退火，以彻底消除加工应力，稳定组织，保证渗氮时畸变量最小。其温度应低于调质时的回火温度。

4．1．5 齿轮的尖角棱边部位渗氮后会变脆，在使用中易发生崩缺损伤，因此渗氮前应按要求对尖角棱边进行倒角和齿廓倒棱。

4．2 渗氮工艺

气体渗氮工艺规范应符合GB/T32540的要求，离子渗氮工艺规范应符合GB/T34883的要求。工件表面要求不渗氮的部位，应采用涂料防渗或机械防渗的措施。

5 质量检验

5．1 外观

渗氮后的齿轮表面应为银灰色或暗灰色，表面不应有裂纹、剥落和明显的电弧烧伤痕迹。

5．2 表面硬度

渗氮后齿轮表面检验应按以下要求进行：

a）直接抽检渗氮后的齿轮，如不便检测渗氮齿轮件时可用同炉试样代替，并在报告中注明。

b）渗氮齿轮的表面硬度应在550HV～800HV 范围，其硬度偏差值不应超过表9的规定。

c）表面硬度的检验采用试验力为9．8N～98N 的维氏硬度计测量。渗氮层深度小于0．3mm 时，维氏硬度的试验力不应超过49 N；渗氮层深度不小于0．3 mm 时，维氏硬度的试验力为 49N～98N。

d）需要检测化合物的硬度时，用0．49N～1．96N 试验力的显微维氏硬度计。

表 2 齿轮渗氮后表面硬度偏差允许值

5．3 心部硬度

重载齿轮渗氮后的心部硬度推荐采用齿形试样进行检测，其检查位置按照5.2.6的规定执行。渗氮后的心部硬度应不低于32HRC。

5．4 渗氮层深度

如果心部硬度超过350 HV，渗氮层深度以心部硬度+50 HV 作为界限硬度。测量方法参照GB/T11354。

渗氮齿轮成品的硬化层深度应符合设计要求，硬化层深度的设计可参照附录，其深度偏差值不应超过表 3 的规定。

表 3 渗氮层深度偏差允许值

5.5 金相组织

渗氮前的原始组织和渗氮后渗氮层的金相组织按GB/T11354进行检验并评级，其结果应符合表 4 的规定。金相试样的制备按GB/T13298执行。

表 4 金相组织的级别要求

5.6 畸变

齿轮的畸变应符合图样和工艺要求，如必须校正，应采用热校，及时进行去应力退火及探伤。

渗氮齿轮硬化层深度推荐值

图 B.1为渗氮齿轮硬化层深度推荐值。