渗碳及碳氮共渗齿轮热处理质量检验综述.doc

渗碳及碳氮共渗齿轮热处理质量检验综述
作者:赵美惠
来源:《科技创新导报》2011年第17期
        摘要;齿轮的热处理质量直接关系到齿轮的使用寿命,而齿轮的热处理工艺通常有二种:渗碳及碳氮共渗,通用对层深、硬度及金相组织的检测,可以很好的控制齿轮的热处理质量。
        关键词:金相法硬度法硬度碳化物
        中图分类号:TP2 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)06(b)-0091-01
        齿轮是汽车结构中的重要基础部件,齿轮质量的优劣,直接影响着汽车产品的性能和使用寿命。影响汽车齿轮使用寿命的因素很多,除设计、选材、冷加工及使用条件外、齿轮的热处理质量起着重要的作用。渗碳及碳氮共渗齿轮热处理质量的好坏是通过有效硬化层深度、硬度及金相组织来鉴别的,因此必须对齿轮热处理后的质量进行准确的检验及严格的控制。
        1 检验与控制
         渗碳及碳氮共渗层深
        (1)金相法测层深
        在1987年以前,国内对渗碳及碳氮共渗件层深的检验多采用“金相法”,各生产厂家根据本厂的生产特点及产品的使用情况,制定各自不同的检验标准和技术要求。
        用金相法检测层深,必须是在平衡的组织状态下进行,即零件必须进行等温退火处理,再进行检验。渗层深度包括过共析层、共析层及全部过渡区域,即由表面起到心部组织为止的总深度。共析层深度系指由表面起至出现显著的铁素体为止的深度。%。渗碳层中过共析和共析层深度应为渗碳层总深度的50%~75%。
        用金相法检测层深最大的问题是:它是一种间接的测量方法,不能直接反映零件的使用性能。如果渗碳层深度合格而淬火组织不合格,用金相法测层深是无法检测到的。
        (2)硬度法测层深
        随着汽车产业的发展,检测标准与国际国准的接轨日趋重要,1988年我国等效采用了ISO2639《钢件渗碳淬火硬化层深度的测定和校核》而制定了国家标准GB/T9450《钢件渗碳淬火有效硬化层深度的测定和校核》,即开始使用“硬度法”对渗碳淬火件进行“有效硬化层深度”的检测。标准规定:从零件表面到维氏硬度值为550HV1处的垂直距离为零件的淬硬层深度,也叫有效硬化层深度。
        用硬度法检测层深,它的检测结果直接反映了零件的使用性能,因而更直观有效。
        在QC/29018汽车行业标准中,对汽车渗碳及碳氮共渗齿轮的有效硬化层深度的检测部位及方法进行了明确规定:从轮齿表面起,(1Kgf)载荷下测至550HV,(5Kgf)载荷下测至515HV处的垂直距离。
        (3)深度的控制
        齿轮表面的硬化层深度是使其获得优良性能的重要参数。不同用途,不同模数的齿轮,其深度亦不相同。对同一种齿轮而言,如果层深过厚,会导致齿轮的弯曲疲劳性能下降,脆性增大,而如果层深过薄,也会降低弯曲疲劳强度,还会造成齿面早期疲劳剥落,甚至硬化层被压碎。为了使齿轮获得良好的抗弯曲疲劳性能,渗碳层深度不宜太厚;但在要保证齿面的抗接触疲劳性能时,则渗碳层应以深一些为好。如何合理地选择渗碳层深度,一般是根据齿轮材料,