硝盐浴淬火烈度的计算及分析

通过对20Cr Mn Mo钢试棒进行渗碳后在不同温度和含水量硝盐浴中的淬火试验,得到和端淬距离对应的心部硬度值,进而计算出硝盐浴的淬火烈度,分析了影响硝盐浴淬火烈度的因素以及淬火烈度对渗碳淬火工件临界碳含量的影响。结果表明,在盐浴温度为170~200℃范围内,硝盐浴温度越高,淬火烈度越低;在含水量为0.7%~0.9%范围内,含水量越高,淬火烈度越高;盐浴搅拌速度越快,淬火烈度越高。随着硝盐浴淬火烈度提高,20Cr Mn Mo钢渗碳淬火工件临界碳含量降低。     

渗碳和淬火工艺对风电齿轮组织的影响

研究了经不同工艺渗碳和淬火的18CrNiMo7-6钢齿轮马氏体针长度的变化。结果表明,18CrNiMo7-6钢齿轮渗碳扩散期碳势降至0.7%,渗碳后较快冷却至650℃保温4 h,在160℃硝盐浴中冷却,再风冷至约110℃水冷,其表面马氏体针长可以控制在12.5μm以内,并可省略高温回火而不影响齿轮的热处理质量。     

17CrNiMo6钢渗碳齿轮的盐浴分级淬火与油淬工艺

选用硝盐、快速淬火油作为淬火介质,分别对17CrNiMo6渗碳齿轮的三齿齿形试样进行了淬火+回火处理,分析了淬火介质冷却能力、模数、齿根下截面厚度对齿轮心部硬度、心部组织及对应含碳量的影响。结果表明,采用冷却能力较强的硝盐介质淬火时齿轮可以获得较高的心部硬度,心部板条马氏体形态尺寸更细,对应含碳量较低;在同种介质下淬火,随着齿轮模数、齿根下截面厚度的增大,心部硬度下降,模数较大的齿轮对应含碳量低,齿根下截面厚度较薄的齿轮心部板条马氏体更为明显。     

高合金齿轮渗碳钢热处理工艺特性的研究现状

本文概述了国内外常用高合金齿轮渗碳钢及其分类,介绍了我国高合金钢齿轮渗碳淬火的冶金工艺特性,如心部硬度的保证,表面含碳量的控制及参考含碳量的影响因素等方面,并分析了渗碳淬火过程中存在的关键技术问题,并提出了解决问题的途径。     

合金元素的变化对20MnCr5钢齿轮渗碳淬火后性能的影响

为探究合金元素变化对渗碳淬火齿轮性能的影响规律,以20MnCr5低碳合金钢制齿轮为研究对象,利用JMatPro软件计算得到两种含不同合金元素的20MnCr5钢的材料性能参数;基于有限元方法开展齿轮渗碳淬火模拟分析,根据实际热处理工艺路线,建立渗碳淬火过程的数学模型,通过COSMAP软件模拟了齿轮的渗碳淬火热处理工艺过程,对比分析合金元素变化对渗碳淬火20MnCr5钢齿轮的温度场、组织场和硬度场的作用结果。研究表明,模拟值与试验值具有较好的一致性。温度场和渗碳层对合金元素含量的变化反应不明显,而渗碳淬火后的组织分布和硬度分布受C、Mn、Cr、Al等合金元素变化的影响较大。     

基于热和相变应变模型的齿轮合金钢渗碳淬火畸变分析

目的研究热和相变应变各自在渗碳淬火畸变中的作用,分析渗碳淬火工艺对齿轮合金钢畸变的影响。方法通过考虑相变和不考虑相变两种模型,对齿轮合金钢17CrNiMo6C形开口畸变试样渗碳淬火的畸变机理和变形过程进行数值模拟,并设计正交试验,量化工艺参数对畸变的影响程度,最后利用渗碳淬火实验测定表面含碳量和畸变量,验证分析结果。结果初始工艺下热应变约为相变应变的2倍。正交试验各工艺参数的F比结果从大到小顺序为:渗碳温度(1.74)、淬火温度(1.546)、碳势(1.448)、预热温度(0.603)和油温(0.473)。优化工艺参数为:渗碳温度880℃,淬火温度790℃,预热温度500℃,碳势0.8%,油温80℃。优化后畸变率减少了28.5%,畸变分析结果与实验结果对应较好。结论由热膨胀引起的热应变对试样的畸变占据主动,抵消并超过相变应变,渗碳温度、碳势和淬火温度对齿轮合金钢畸变影响较大。     

18CrNiMo7-6钢制齿轮渗碳后等温淬火组织及性能

利用JMatPro软件对渗碳后的18CrNiMo7-6钢制齿轮表面Ms点进行模拟计算,基于模拟结果对齿轮进行了180℃等温盐浴淬火处理,研究了等温盐浴淬火处理齿轮的组织和性能,并和普通油浴淬火处理进行了横向对比。结果表明:渗碳齿轮经180℃等温淬火处理,表层获得下贝氏体,少量马氏体以及残留奥氏体的复相组织,并由表及里逐渐过渡至心部的马氏体组织;相比于普通油浴淬火,盐浴淬火所形成的心部存在少量的贝氏体组织能够降低齿轮的裂纹敏感性,提高综合力学性能;等温盐浴淬火齿轮的表面生成了约20%的残留奥氏体,导致齿轮表面硬度较低,但经深冷处理,能够有效控制等温盐浴淬火后齿轮表面的残留奥氏体含量,并且显著提高表面硬度;通过试验齿轮的单齿弯曲疲劳检测,180℃等温盐浴淬火齿轮服役性能显著高于普通油浴淬火齿轮。     

低温碱浴淬火剂的应用与再生方法

１引言碳工具钢、碳结构钢和低合金工具钢由于其淬透性差，淬硬性低，淬火畸变大等不足之处，在模具制造应用上受到一定限制。中、小型厂矿在制造高精度、复杂形状和壁厚相差悬殊的模具时，为获得较高硬度、强度、韧性和减少与避免畸变及淬火开裂，仍多采用低温碱浴与低温硝盐浴和碱浴—硝盐浴淬火剂，然碱浴淬火剂短时使用即发生老化变质而废弃，造成碱浴大量浪费。表１为常用碱浴、硝盐浴淬火剂和盐浴加热介质；表２为４５钢在不同淬火冷却介质中淬火力学性能对比。表１２应用碱浴、硝盐调整成分配比既可作淬火剂，又可作为钢件分级淬火、…     

渗碳齿轮磨裂原因及其对策

从国内外齿轮生产的历史及其使用情况来看，目前渗碳淬火仍是齿轮的主要热处理强化手段。尤其是负荷大，精度要求高的齿轮，多数采用渗碳（或碳氮共渗）淬火加磨齿工艺以提高齿轮的使用性能。然而，渗碳淬火齿轮（尤其是合金钢齿轮）在磨齿过程中出现磨削裂纹的事件却时有发生。本文作者根据多年生产经验，对渗碳齿轮磨裂原因及其对策进行了较全面深入的分析。l齿轮磨裂形貌由于齿轮经过渗碳淬火后不可避免地要产生变形，因此对于高精度齿轮，热处理后常用磨齿提高其加工精度。但磨齿过程中有时出现磨削裂纹，其裂纹常在齿面出现，通常与砂…     

后桥从动锥齿轮渗碳淬火的变形分析

汽车后桥主从动齿轮是汽车产品中的重要件,采用低碳合金钢渗碳热处理,渗碳淬火后会产生畸变,降低齿轮精度、影响齿轮配对接触区、增加齿轮噪音,严重时将使齿轮早期失效.本文对影响热处理变形的毛坯预处理及机加工应力两项因素进行简要分析.     

正火--影响渗碳齿轮热处理畸变的一个重要因素

列举了影响渗碳齿轮热处理畸变的各种因素，强调了正火这个易被忽视的重要因素。正火处理不当是渗碳齿轮无规律热处理畸变的主要原因，采用严格控制工艺参数的等温正火或利用锻造(轧制)余热等温正火是减小渗碳齿轮畸变的有效措施。     

渗碳或碳氮共渗件磨削裂纹的控制

20CrMnTi钢制齿轮和齿轮轴在渗碳或碳氮共渗并淬火后磨削时,磨削面经常出现裂纹。在工件要磨削的部位涂以防渗碳涂料,降低其渗碳或碳氮共渗后的碳浓度,从而降低因磨削热导致二次淬火的应力或改变应力状态,结果,有效地避免了磨削裂纹的产生。     

Modeling the Effect of Carburization and Quenching on the Development of Residual Stresses and Bending Fatigue Resistance of Steel Gears

Most steel gears are carburized and quenched prior to service to obtain the desired specific strength (σ/ρ) and hardness requirements. Use of carburization and quenching of steel gears creates a compressive residual stress on the carburized surface, which is beneficial for improving both bending and contact fatigue performance. Also, higher carbon content in the carburized surface decreases the starting temperature for formation of the martensitic phase and delaying the martensitic transformation at the part surface during the quenching hardening process. During the martensite phase formation, the material volume expands. The delayed martensitic transformation, coupled with the associated delayed volume expansion, induces residual compressive stress on the surface of the quenched part. The carburized case depth and distribution of carbon affect both the magnitude and the depth of the resulting residual compressive stress. In this article, the effect of carbon distribution on the residual stress in a spur gear is presented and discussed using finite element modeling to understand the intrinsic material mechanics contributing to the presence of internal stress. Influence of the joint on thermal gradient and the influence of phase transformation on the development of internal stresses are discussed using results obtained from modeling. The residual stress arising due to heat treatment is imported into single-tooth bending and dynamic contact stress analysis models to investigate the intrinsic interplay among carbon case depth, residual stress, bending load, and torsional load on potential fatigue life. Three carburization processes, followed by oil quenching, are examined. A method for designing minimum case depth so as to achieve beneficial residual stresses in gears subjected to bending and contact stresses is suggested.     

大型渗碳齿圈淬火畸变及控制

大型齿圈渗碳后淬火时会发生较大的畸变。通过合理的设计和机加工与热处理工艺的配合,采用正确的矫正方法及硝盐淬火,可以将渗碳、淬火的大型齿圈的椭圆畸变量控制在2 mm以内,翘曲量及锥度畸变量控制在1 mm以内,且提高了齿圈的承载能力和使用寿命。     

汽车后桥螺旋伞齿轮热处理畸变的控制

某汽车后桥螺旋伞齿轮经渗碳淬火后畸变量较大,一次合格率较低。为此从齿轮的设计、原材料、热处理工艺3方面分析了齿轮热处理畸变的原因,并采取了下列措施：控制原材料组织,采用正确的预备热处理工艺（正火）,提高淬火冷却均匀性,淬火后及时回火,采用合理的吊具等,结果大大减小了齿轮的热处理畸变,其一次合格率从50％～70％提高到了95％～98％。     

渗碳齿轮的感应加热淬火

渗碳件通常都是进行整体淬火回火。某产品的齿轮渗碳后整体淬火因畸变大而达不到要求。该齿轮渗碳后采用感应加热淬火,测定其硬化层的组织、硬度分布,并与经整体淬火的齿轮作比较。结果表明,经感应加热淬火的齿轮畸变小,可得到仿形的硬化层,硬化层性能与整体淬火后的相当。对于轻载荷零件,渗碳后感应淬火是可行的。     

机车牵引齿轮直接淬火工艺的探讨

高速重载机车牵引齿轮通常采用钢20CrMnMo钢和17CrNiMo6钢制造,对这两种钢制齿轮进行了渗碳后直接淬火的工艺试验,然后进行弯曲疲劳试验和金相分析。结果表明,齿轮渗碳、直接淬火后其显微组织和弯曲疲劳极限均符合要求,并优于经重新加热淬火的齿轮,但应控制原材料的奥氏体晶粒度和渗碳层的碳浓度。     

工业机器人用SCM420钢行星齿轮热处理工艺的优化

针对工业机器人用SCM420钢制行星齿轮热处理畸变问题,采用改进的正火工艺以调整渗碳前的预备组织,并设计合理的装料方案和冷却方式等措施,同时在渗碳过程中采用阶梯升温的工艺,有效地控制了渗碳淬火过程中齿轮畸变。结果表明,采用优化正火后可得到均匀一致的铁素体+珠光体的组织,硬度为175 ~180 HBW。随后经渗碳淬火回火后,批量生产的行星齿轮表面硬度、心部硬度和有效硬化层深度均值分别为59.74 HRC、40.44 HRC和0.530 mm。渗碳层中的马氏体级别为1级,残留奥氏体和碳化物级别为1~2级;心部组织级别为1~2级。齿轮精度、平面翘曲、齿沟振幅和齿形齿筋等全部满足技术要求。     

提高20Cr2Ni4A钢齿轮渗碳淬火硬度的试验研究

针对20Cr2Ni4A钢制造的中大型齿轮在不允许冷处理的条件下渗碳淬火硬度偏低的问题,通过对渗碳淬火碳势、中间高温回火工艺、淬火温度的优化,在不冷处理的情况下使齿轮硬度提高了2 HRC以上至58~61 HRC,显微组织良好,达到了预期目的。试验发现,该材料渗碳后经过高温回火再重新加热淬火时,为了提高表面及次表面硬度,渗碳扩散碳势、渗碳降温保温阶段碳势和淬火碳势在碳化物不超标的前提下要尽量提高;反复试验与检测证明,中间高温回火也会导致渗碳层一定深度内碳含量的降低,从而影响渗碳淬火硬度,故高温回火时不仅要注意回火不足更要防止过回火,高温回火次数过多时间过长,淬火后硬度不升反降。