论低压渗碳技术在DCT项目中的开发及应用.pdf

《论低压渗碳技术在DCT项目中的开发及应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第1期汽齿科技论低压渗碳技术在DCT项目中的开发及应用刘尚杰摘要：本文简要介绍了ECMICBP低压渗碳工艺的特性，并通过在DCT项目热处理低压渗碳工艺开发中遇到的各类问题，提出了在富化率调整、渗碳节拍手工修正、气淬参数调整、工装设计、防渗夹具设计等方面的改进措施，并对实际应用结果进行了简要阐述和分析。关键词：低压渗碳；富化率；工艺模拟；防渗1引言低压渗碳(LPC)热处理技术在欧美等发达国家已经在汽车、机械、航空航天等领域获得了广泛应用。它的技术特点是能解决可控气氛渗碳无法解决表面内氧化、深层渗碳及异形件盲孔渗碳的问题，并配以高压气淬技术，能较好地控制热处

2、理淬火畸变，在齿轮制造中减少热后精加工工序。此外，低压渗碳设备一般都是采用由多个渗碳加热室、l～2个气体淬火室以及其他辅助设备(如清洗机、预热炉、回火炉等)连接成自动生产线，配以运行快速和平稳的物料自动传送系统，具有生产率高、柔性和自动化程度高等优点。低压渗碳目前在行星传动式的自动变速箱零件(GF6产品)热处理上有较为成熟的应用。但随着产品的升级换代，DCT等档位式传动的零件也开始需要进行低压渗碳热处理。在这些档位齿、输入输出轴以及主减速齿低压热处理工艺的开发及应用上还存在一些函待解决的问题。诸如：①深渗层零件高温渗碳工艺；②齿轮尖角处残奥级别控制；③主

3、减速齿高压气体直淬工艺；④低压乙炔渗碳工艺的防渗技术。2深渗层零件940℃渗碳工艺的开发应用2．1富化率值的验证及修正2．1．1富化率值的定义及其重要性低压渗碳采用的是碳浓度饱和渗碳法，通过在高温低压条件下脉冲式通入的渗碳气体，所裂解出的活性碳原子被工件表面吸附，并不断向内扩散来完成渗碳过程。在ECMICBP渗碳工艺中，富化率是一个重要参数，它的正确与否直接影响到工艺模拟所给出的渗碳节拍。它是指工件在单位时间、单位面积上吸附碳原子的程度，与渗碳气体和温度有关。图1为ECM公司给出的乙炔和丙烷的富化率参考曲线。在进行工艺试制时首先需要对940~C渗碳温度下

4、的富化率值进行验证及修正。由于不同设备的真空度、排气方式存在差异，通过富化率的验证及修正可使得工艺软件的模拟结果与实·10·汽齿科技2014钜际加工的冶金结果更为一致，并且，炉膛内不同位置的富化率值差异能反映出炉膛内的气氛均匀性。Flux&CarbonSaturationwitllAcetyleneFire：Cmed鲫嘲di]／—，嘲嗽ratuJ／／／／／厂一r．／。／／^tI8霉筹_【／／／．m864．／。／／／／／／l—-—．Fluxc2H2l／I——FluxC3H8FII900910920930940950960970980Temperature℃

5、图1乙炔和丙烷的富化率参考曲线2．1．2方法简介富化率的验证使用重量对比法，先在工艺模拟软件上设定一个富化率值，并得到模拟节拍。然后将预先称量好的试样按九点要求分布在料架各位置，见图2，使用模拟工艺进行渗碳，完成后再进行称量，通过渗碳前后称重的差值换算得到在该渗碳温度下的实际富化率值。图2试样分布位置示意图2．1-3试样要求富化率验证试样材料要与模拟软件中输入的材料牌号一致，且表面光滑，无氧化。试样可用铅丝掉挂在料架上，表面不能与料架接触，以免影响渗碳效果，导致富化率计算值的偏差。图3为我公司使用的试样尺寸。2．1．4工艺参数设置在进行试验前，需设定一个

6、初始富化率值，可从图1上获得，在940~C、乙炔渗碳的条件下进行验证，设定初始值为12。需要注意的是，工艺模拟时强渗后的最高含碳量值必须低于铁碳相图中奥氏体在940℃的饱和含碳量。因为高于饱和值会导致试样吸附碳的能力下降，甚至无法吸附，对富化率的测算造成影响。2．1．5试验结果富化率单位为mg／crn2／h，因此需要测算出试样的表面积以及通入乙炔气的总时间来参与计算。经测算，试样表面积为23．56194cm，乙炔通入总时间为183S。试验结果见表1。第1期刘尚杰：论低压渗碳技术在DCT项目中的开发及应用·l1·图3富化率验证试样尺寸图表1富化率验证试验结

7、果位置试样渗碳前试样渗碳后实际富化率与设定值偏差质量(质量(曲(mg／cm2／h)(mg／cm2／h)155．4635955．4788312．720．72255．5854255．6005412．620．62355．5870655．6026212．990．99455．6085755．6245313-331-33555．5637155．5793613．071．07655．396455．4123313_30l_3O755．4873655．5029713．031．03855．5445955．5605413-321．32955．5884755．6042013．13

8、1．13平最均大值＼＼13．_O3631．-O353最小值12．62O．62波动