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影响齿轮内氧化的主要因素有哪些?

文章出处:冠亚体育娱乐热处理责任编辑:热处理设备小许查看手机网址
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人气:-发表时间:2016-09-22 09:00【

(1)渗碳工艺(外因)对内氧化的影响

1)降低气氛中氧化物含量或氧势。只有在无氧化物的介质中才可能实现无内氧化的渗碳。例如,在真空条件下使用不含氧的碳氮化合物,如乙炔或甲烷中渗碳;或者在氨气裂解气或氮中添加甲烷或其他无氧的碳化物的气氛中渗碳。

由于加热阶段时间仅占渗碳时间(约400min)的1/4~1/8,内氧化的主要部分不是在加热阶段中产生的。但是在加热阶段迅速排出进入的空气或把其中的氧消耗掉,从而缩短加热阶段时间。通过低合金钢的内氧化层生长方程式:

X2=bte-Q/RT表明,在其他条件给定下,内氧化深度X与处理时间t的平方根成正比,即X=K′pt,因此,减少渗碳件在渗碳气氛中的时间将相应地降低内氧化深度。

2)内氧化程度取决于气氛的氧势或碳势及渗碳介质中的含水量、温度、加热和排气制度、渗碳时间等

①虽然在加热阶段的时间通常仅为50~90min,但是由于工件装炉而进入大量空气,增加了炉气氧势,因此应尽快地通过送入大量可以迅速充分裂解的含碳气体或在气氛中加入含有介质裂解催化剂(如BH催渗剂),使温度及碳势尽快达到设定值,这将有利于减少内氧化。

②在强渗阶段,在不产生明显炭黑沉积前提下,应采用尽可能高的气氛碳势(如BH催渗渗碳在同样温度下采用比正常碳势高0. 2%),不仅具有更高的渗速和缩短渗碳时间,而且有利于减小内氧化。

③内氧化的大部分是在强渗和扩散阶段期间发生的,因此应采用所有能够提高渗碳速度和缩短渗碳总时间的措施(不包括温度)。

(2)钢件化学成分(内因)对内氧化的影响。Si是影响钢在渗碳中内氧化的主要内在因素,其次是Mn。Si作为炼钢中脱氧剂而残留在钢中,通常为0.367%。对此可采用真空脱氧方法减少钢中Si含量。

(3)减少和避免内氧化的途径

1)从钢材合金元素方面考虑

①钢中的Si有大的氧化势系数,是决定钢内氧化深度的重要因素之一,因此应采用尽可能低的Si含量;钢中的Mn是影响内氧化强度的重要因素,应适当控制Mn含量。

②在满足钢件力学性能和淬透性的前提下,采用含Ni和Mo的低合金渗碳钢,将有利于降低钢的总氧势(TOP)。

2)只有在真空(低压)下或以氮、氨分解气为载气并添加不含氧的乙炔、甲烷等渗碳剂的条件下,才能实现无内氧化气体渗碳。

3)在考虑齿轮畸变的前提下采用强力淬火(如采用高速淬火油和高速搅拌等,将可能抑制表层非马氏体转变,而得到马氏体组织,因而显著减小内氧化)、渗碳后期通入小量氨(在渗碳淬火前,向渗碳炉通入5%~10%NH3,并保持约10min左右,表层形成氮碳化合物,将有利于提高包含内氧化物表层的淬透性,阻止非马氏体组织的形成)等措施。

4) BH催渗渗碳可采用比普通气体渗碳更高的碳势进行渗碳,降低钢的总氧化势和氧;缩短渗碳总时间约20%。

此文关键字:渗碳

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