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進(jìn)一步分析齒輪的低溫氮碳共滲原理

齒輪的低溫氮碳共滲多用于在較小接觸應(yīng)力條件下工作的進(jìn)給系統(tǒng)用齒輪、儀表機(jī)床中的齒輪和其他小模數(shù)的齒輪。通常采用離子滲氮或氮碳共滲,處理后的齒輪具有良好的耐磨性和高的疲勞強(qiáng)度,顯著提高了使用壽命。
低負(fù)荷45鋼齒輪,例如傳遞中、小扭矩的機(jī)床齒輪,若采用氣體滲氮或離子滲氮工藝,則齒輪的滲層硬度偏低、壽命不長(zhǎng),同時(shí)效率低,影響齒輪的正常使用。故多半選用硫氮碳共滲或氮碳共滲工藝.適合形狀復(fù)雜。變形要求小的齒輪的化學(xué)熱處理。    常見材料低溫氮碳共滲后的硬度與深度的關(guān)系如表2-7所示。
    2-7低溫氮碳共滲后的硬度與深度的關(guān)系

  鋼材牌號(hào)

表面硬度(HVo.1)

  /mm

化合物層

擴(kuò)散層

純鐵

10

20

45

TlO

20Cr

40Cr

QT60-2

灰口鑄鐵

600 750

550—700

550 700

550700

500650

650800

650-- 800

550750

550750

0. 007 -0. 020

0.0070- 015

0. 007—0. 015

0- 007 --0. 015

0- 007   0. 010

0. 0050. 012

0. 0050. 012

0. 0010. 005

0.001  -0. 005

0. 30--0. 70

0. 20--0. 40

0. 20~0.40

0.15 --0. 30

0.100.20

0. 100. 20

0. 10--0. 20

0. 04--0. 06

0. 040. 06

    中、高負(fù)荷齒輪若采用滲層較淺(0. 30mm)的低溫氮碳共滲,可能在高壓應(yīng)力作用下壓潰,其疲勞強(qiáng)度與承載能力滿足不了服役條件,故一般選用氣體滲氮或離子滲氨等。
    另外,齒輪的碳氮共滲(或稱氰化)是在820850℃溫度下進(jìn)行,由于比滲碳溫度低80 --100℃,因此減小了熱處理后的變形,同時(shí)硬化層厚適宜制作承受重載荷的齒輪,一般采用深層滲碳(25~8mm)、淬火和回火工藝,不采用低溫化學(xué)熱處理工藝。
25CrMnMo、25CrMnTi鋼制作的齒輪,經(jīng)碳氮共滲后彎曲疲勞強(qiáng)度高于12CrNi3A鋼滲碳淬火工藝處理的齒輪。表2-8為齒輪用鋼在碳氮共滲工藝中的部分參數(shù)。
    2-8  齒輪碳氮共滲工藝規(guī)范及處理結(jié)果

  碳氮共滲的溫度/℃

保溫時(shí)間/h

滲層厚度/mm

淬火硬度(HRC)

820-830

1.5

2.0

3.0-5.0

0.25-0.30

0.30-0.40

0.40-0.50

56-62

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