推土機用齒輪傳動件采用高頻淬火得到表麵硬化層，該工藝易造成工件表麵裂紋，工件變形大，嚴重影響後續裝配配合。離子滲氮工藝是應用廣泛的一種表麵化學熱處理技術，可以顯著提高鋼鐵製件的表麵硬度、耐磨性、疲勞強度及抗腐蝕能力，工件表麵無氧化、變形小。而且汙染小，節約能源和氣源。

 

本文通過研究離子滲氮工藝參數對42CrMo材料滲氮層性能的影響，掌握了42CrMo傳動件離子滲氮工藝規律和特點，以期改善現有工藝變形大、裂紋的現狀，節約生產成本。

 

1.工藝參數的確定

影響離子滲氮工藝參數主要有滲氮溫度、滲氮壓力和滲氮保溫時間，針對工件齒數多、齒形密、齒較薄的特點，以及42CrMo材料本身的特性，設定工藝參數如表1所示。

表1  42CrMo滲氮工藝

參數	升溫時間/h	滲氮溫度/℃	保溫時間/h	滲氮壓力/Pa
要求	10	520	20	280～300

2.過程記錄

試驗中設備整體控製平穩，通過圖1過程記錄可以看出，在保溫階段工藝參數穩定。圖2為工件滲氮照片。

 

圖1 滲氮參數記錄曲線

 圖2 工件滲氮照片

 

3.檢測結果

（1）表麵硬度

在300g和1000g檢測壓力下，表麵硬度均符合圖樣要求。

表2   表麵硬度檢測結果

檢測壓力	表麵硬度
HV0.3	769	735	761
HV1	677	682	666

（2）硬化層深度

根據圖3硬化層梯度檢測結果見圖4，齒頂滲氮層達到0.55mm，齒根達到0.45mm。

圖   3

圖4  齒頂、齒根滲氮層硬度梯度

 

（3）滲氮層組織

從圖5金相組織看出，滲氮層白亮層厚度為10μm，疏鬆級別1～2級。

圖5  滲氮層金相組織 100×

 

（4）滲氮層脆性狀況

從圖5脆性檢測壓痕來看，邊角無塌陷，脆性情況達到1級

（a）

（b）

（c）

圖6  滲氮層脆性檢測

 

4.局部防滲處理

采用離子滲氮專用塗料進行了試驗，通過試塊檢測，防滲麵硬度沒有增加，加工情況良好，驗證了防滲塗料的有效性。圖6為工件塗料情況。

圖7 工件防滲塗料

 

5.結語

對推土機42CrMo材料傳動件采用離子滲氮工藝試驗後，各項檢測結果符合要求，工件畸變符合裝配要求。後續采用表麵離子滲氮替代高頻淬火，可改善現有工藝變形大、裂紋的現狀，節約生產成本。另外，采用離子滲氮，汙染小，環境友好。

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