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变速箱油泵齿轮低压真空渗碳工艺
【摘 要】 目前,在汽车行业,渗碳是使用最为广泛的表面硬化工艺方法,而乙炔作为渗碳介质的工艺已被广泛的开发和应用,2013年我公司购买进口设备——双室真空渗碳油淬炉,主要用于变速箱油泵齿轮低压真空渗碳,该设备采用低压乙炔渗碳为脉冲式,即强渗→扩散→强渗→扩散,多个循环后达到所要求的渗层深度,由于没有类似可控气氛中的氧探头传感器,无法对低压渗碳过程进行直接监控,采用乙炔真空渗碳数据库,对渗碳和扩散过程进行精确监控。使渗碳层更加均匀,变形量小等优点。
  【关键词】 低压真空渗碳 乙炔 avav专家模拟程序
  1 低压真空渗碳工艺过程
  1.1 渗碳前的准备
  检查工艺路线、零件数量及试样数量是否正确。检查零件图号、材料牌号、零件数量、试样数量等。渗碳前工件专用清洗剂进行清洗,除去零件表面脏物,清洗后哄干。
  渗碳零件每批需带与零件材料相同、同一表面粗糙度的试样5件,用以确定渗层深度、硬度检验等。如零件数量较大,超过一渗碳炉数量时,应向申请车间提出增加试样数量,具体数量由调度组协商确定。
  检查高纯乙炔和高纯氮气(n2)的储备量;检查传料台是否在“安全位置”;检查富化气的流入管及废气排出管是否畅通;检查电器、仪表是否能正常工作。
  2 工件的渗碳
  2.1 设备型号
  rvfoq(avac)-524(fv)-1bar。
  2.2 材料牌号及工艺参数
  材料:20crmnti;相关的渗碳工艺参数:设定的工件表面碳浓度为:1.00%;工件临界碳浓度为:0.40%;渗碳时设定炉气碳势最高值:1.05%;乙炔气体流量:每平方米200l/h;淬火油油温:60-80℃。wWW.11665.COm渗碳温度:920±10℃;保温时间及渗碳扩散时间:按照“ipsen vacu-prof 4.0”模拟专家模拟时间计算。
  2.3 工艺过程
  将工件摆放在指定的工装上,摆放均匀。入炉工件及工装应进行清洗并烘干,不应有锈斑,不应有对工件、炉膛产生有害影响的污物、低熔点涂层、镀层等。
  接通水系统电源及主电源开关,检查面板有无报警,将“泵+外部冷却水关”开关打到“0”。水系统的循环泵、风机及喷淋泵的开关设置在自动位置,出水压力为0.15-0.3mpa。氮气罐充气压力达到0.4-0.8mpa,按下主控制柜上的“驱动开”按钮。检查炉门前机械式压力表的指针是否在1000mbar的位置,如果不是,需要按下炉门控制柜“冷却室充气”按钮,使压力达到1000mbar,与大气压平衡,按下“开门”按钮,打开炉门,用装/卸料车将工件送到炉门前,将工件送入冷却室。退出装/卸料车,观看料盘位置,按下“关门”和“炉门关闭安全提示”按钮,关闭炉门。将加热室超温仪表调到比工艺要求高出10-20℃。在电脑vacu-prof系统的“程序”中选择待处理工件所需工艺,按“新程序 →炉子”。渗碳时打开乙炔气瓶及阀门,压力表压力为1.0-1.5mbar,在控制柜上依次按下“加热室泵循环开”、“冷却室泵循环开”、“外部加热过程循环开”和“工作循环开”按钮,程序运行。当在炉内压力抽至低于10pa,真空室基本达到无氧条件时,真空炉开始加热。
  工件采用脉冲方式供气;真空室达到设定渗碳温度,通入乙炔,控制炉内压力在10-1000pa之间,这时进入第一渗碳时段。当工件表面达到该渗碳温度下的奥氏体中的碳的溶解度极限值时,停止通入乙炔,并对真空室抽真空,进入扩散时段。渗碳时段和扩散时段重复进行,直至工件的渗碳层深度符合要求。富化气单个脉冲时间不应小于50s。
  真空炉开始降温至淬火温度后进行淬火操作,淬火时,油淬室应充入高纯氮气,压强为400mbar-800mbar。淬火时,油槽应进行搅拌和循环冷却。
  程序运行结束,出炉铃响,将冷却室回冲高纯氮气至1000mbar,到主控制柜上按“外部加热过程循环关”和“加热室泵循环关”按钮到炉前控制柜上按下“开门”按钮,炉门打开,工件在冷却室放置10-20分钟。
  2.4 清洗(设备型号:wpsd-5-e)
  工件应冷至到小于100℃出炉,油淬工件出炉后经进行清洗除油,保证后续回火时工件无油污,清洗机水温为60-80℃。清洗剂采用专用清洗剂,浓度为1.0-3.0%。
  2.5 回火(设备型号:d-5-e)
  回火温度:180℃±10℃;保温时间:120min。氮气保护:氮气流量当两电磁阀都开压力为4nm3/h,单阀开启时压力为2nm3/h。
  注:淬火后至回火间隔时间不应超过4h。

r>  3 检验结果
  硬度及渗碳层深度见表一,金相组织见图一和图二。
  4 结语
  低压真空渗碳可以使齿轮各处渗碳层更加均匀。除此之外,低压真空渗碳还具备以下一些特点:
  (1)低压真空渗碳可以大幅度降低生产成本和大幅度提高设备利用率。这是因为低压真空渗碳的气氛非常简单,强渗期仅需乙炔,扩散期仅需氮气且压力非常低,因此使用气氛的成本显著降低。
  (2)由于低压真空渗碳的控制系统能够对渗碳工艺进行精确控制,因此所处理的工件有良好的重复性,且工件变形小、表面光亮。
  (3)低压真空渗碳采用冷壁真空技术,无点火装置,无失火危险,无污染,洁净、安全,设备操作简单、维修容易。总之,低压真空渗碳比传统的气氛渗碳具有很大的优势。
  参考文献:
  [1]包儿,田绍洁.真空热处理[m].辽宁科学技术出版社,2009.
  [2]jb/t11078-2011.钢件真空渗碳淬火[s].
  [3]jb/t3999-2007.钢件的渗碳与碳氮共渗淬火回火[s].
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  •  更新时间:2014-08-31 10:49:50  作者:佚名 [标签: 变速箱 齿轮 低压 真空渗碳 工艺 ]
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