表面滲碳、淬火強化是提高齒輪、齒輪軸和各種以表面接觸疲勞、表面磨損為主要失 效形式的機器零件的承載能力、使用壽命和工作可靠性的主要強化處理方法。近年來,在 我國重機行業(yè)已得到日益廣泛的應(yīng)用。
按照傳統(tǒng)工藝方法,為了完成大型工件的滲碳處理,必須使用大尺寸、大電耗和造價 十分昂貴的大型氣體滲碳爐。但是,目前我國的實際情況是:
1)多數(shù)大型重機廠尚未裝備大型(Φ1.0m以上)氣體滲碳爐。
2)為了建造大型氣體滲碳爐需要投入大筆資金(≈100萬元或更多),使成本顯著增加。
3)Φ1m以上的大型和特大型尺寸滲碳件的數(shù)目比寧、小尺寸滲碳件的數(shù)目少得多, 使得花許多資金建起來的大型滲碳爐利用率很低,造成設(shè)備、能源、資金的巨大浪費。
4)隨著重機產(chǎn)品日益向大型、高效、節(jié)能方向的發(fā)展,已建成的大型氣體滲碳爐的尺寸往往很快被突破。
5)大型鍛件和特大型氣體滲碳爐的控制系統(tǒng)比較復(fù)雜,技術(shù)上也難以得到保證。建成后, 往往要經(jīng)過很長時間的調(diào)節(jié)和試運轉(zhuǎn)之后才能逐步進入正常生產(chǎn)。
針對我國重機行業(yè)的現(xiàn)實,為了解決上述困難和促進我國大型工件滲碳淬火強化工藝的迅速發(fā)展,經(jīng)過幾年摸索試驗之后,我們找到了一種在普通臺車爐、井式爐(煤氣加熱或電加熱均可)中即可完成大型或特大型工件表面滲碳處理的工藝方法一涂覆滲碳法。
1.涂覆滲碳法的主要特點
1)無需專用滲碳設(shè)備,在普通的箱式爐、臺車爐、井式爐中即可完成大型工件的滲碳處理。
2)滲碳劑為特制的糊狀物質(zhì),只需在工件欲滲碳部位涂上一層三倍于滲層深度的滲劑并適當(dāng)密封,即可將工件裝入普通加熱爐中,進行滲碳。
3)滲碳完成后,工件表面涂覆物質(zhì)極易淸理干凈。滲劑無毒、無嗅、無環(huán)境污染。
4)滲劑消耗量少,滲劑價格低廉。
2.滲碳速度與滲后熱處理
1)滲碳速度與氣體滲碳相同。但可以很方便地將滲碳溫度提高至980~1000°C,大大提高滲碳速全。
2)在930士 10°C的條件下,為獲得 2. 5~2. 8mm,3. 5~3. 8mm,4. 5~4. 8mm,5. 5~ 5. 8mm滲層,所需滲碳時間分別為:28h、42h、65h及100h。
3)滲碳后熱處理按常規(guī)工藝制度進行,無特殊要求。
3.滲層質(zhì)量檢查結(jié)果(約400件大型工件涂覆滲碳后的統(tǒng)計結(jié)果)
1)表面硬度:5.6~61HRC,
2)表面碳濃度:0.8%~1.0%(按JB/ZQ4040—88標(biāo)準(zhǔn))。
3)表面碳化物:1~3級(按JB/ZQ4039—88標(biāo)準(zhǔn))。
4)滲層及心部奧氏體晶粒度:930°C滲碳時,6~8級;980°C滲碳時5~6。
5)滲層均勻,過渡平緩,淬火后心部硬度不低于35HRC。
4.實際應(yīng)用情況
涂覆滲碳法已在國內(nèi)一重、沈重、陜重、陜壓等數(shù)家大型鍛造重機廠獲得應(yīng)用,3~4年來共處埋了 400余件大型工件,所有工件滲層質(zhì)置***達到有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計圖紙的規(guī) 定。在已處理工件中,尺寸***大者為Φ905X5000mm特大型齒輪軸(m38,δ=5.75mm,單件重13t)和Φ1695X310mm大齒輪(ml6,δ=4.6ram,單件重2.5t),這種方法主要適用于大型和特大型工件的滲碳處理,而且可以同時處理幾個或幾種工件。