控制渗碳硼钢变形的热处理工艺探索.pdf

《控制渗碳硼钢变形的热处理工艺探索.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第2期汽齿科技2013住控制渗碳硼钢变形的热处理工艺探索朱永新我厂新开发的ZF6HP项目，对齿轮的精度要求极高，尤其对齿向的形状有特殊要求，产品在交样时由于齿向的S型，而未得到外方的认可。我们通过对热处理工艺、工装等方面的改进，特别是采用了中间冷却两次加热的渗碳、淬火工艺，基本解决了齿向S型的变形问题，有效改善了齿轮变形。1变形原因分析1．1产品结构的影响该零件两端均挖有沉孔，且壁厚不一致，最薄处零件壁厚不足2mln，造成淬火时两端收口0．02～0．03mm，造成齿向扭曲，是产生齿向S型的主要原因。一38．。一T_^一_ll●lll、J图1零件

2、示意图1．2材料的影响该零件使用的材料为ZF7B(材料成分见表1)，属含硼渗碳钢。硼对钢的影响主要是提高淬透性，只需加入极微的量就会有明显的影响。淬透性的提高与加入硼的量成正比，但含量超过一定数量后(约O．0003％)，淬透性保持不变。硼含量超过0．003％～0．006％后，淬透性反而有所下降。表1牌号和化学成分、vt％牌号CSiMnCrPSNiBA10．15-1．10-1．00-0．020～0．001～O．02～ZF7B0．3050．025<0_300_201．401_300．035——0．0030．05允许偏差士0．01+O．02士0．04

3、士O．05+0．005士0．005+0．03士0．0003土0．005由于微量的硼在钢中能有效增加淬透性，因此可以节约其它合金元素的使用。硼钢零件热处理后变形较大，硼钢的淬透性不稳定，是影响变形的一个重要原因。采用分级淬火和碳氮共渗工艺，对解决齿轮变形有一定的作用。·2·汽齿科技2013往2热处理工艺简述l2．1热处理技术要求表面硬度：~670HV5齿根心部硬度(N／mm)：900，=；．硬化层深：610HVI=0．2～0．4mrn其他要求：按ZFN143执行fff2．2热处理工艺分析普通不含硼的钢，在提高奥氏体化温度时，淬透性增加；含硼的钢，

4、当奥氏体化温度过高时，淬透性将降低，甚至会低于不含硼的钢。当温度降低日m并保持足够的时间，或者重新加一^一热，淬透性有恢复。硼含量不同，出现最高淬透性的温度也不完全一致，硼含量0．0003％时，870～880~C淬透性较高，含硼量0．006％时，900~C左右的淬透性X较高。少考虑到硼对加热温度的敏感性及对淬透性的影响，渗碳时选择较低的加热温度，采用碳氮共渗工艺870~C渗碳，降温至820~C，保温后淬火。日多零件采用平装，沉孔壁较厚面向下放置。淬火介质为HOUGHTON分级淬火油(355油)，淬火采用较低的油池搅拌速度。试验结果：齿向存在较严

5、重的s型(见图2改进前)，依靠热前剃齿刀无法修正。改进前齿向改进后齿向图2齿向测量报告3改进工艺方案3．1热处理工装改进一方面，考虑到零件结构对变形的影响，我们首先从热用工装上加以改进。内花键增加套管，加大蓄热量，减缓冷却速度。另一方面，渗碳温度降低至860℃，继续降低零件的淬火温度，降低至790~C淬火，减小淬火时的热应力。试验结果：①大部分齿向S型严重程度有所改善；②少部分零件的变形与之前无明显提高；③金相无明显差异，但齿轮心部有少量F析出。降低渗碳及淬火温度对减小热应力，改善变形起到了一定作用。但是，继续降低渗碳温度会大大延长渗碳的时间；

6、F的出现，使淬火温度进一步下降也失去了可能。3．2淬火工艺改进硼增加淬透性的原因是：当奥氏体分解时硼由间隙位置进入节点位置，增加了体积应力，相应增加了相变自由能，推迟相变的时间，硼在奥氏体时主要占据晶界处缺陷位置，当奥氏体温度降低时，将析出硼化物，使淬透性降低。采用中间冷却，二次进料工艺介绍：将渗碳后零件由860~C直接拉出加热室，由前室风扇