離子滲氮工藝在推土機(jī)傳動(dòng)件上的應(yīng)用

■ 陳云龍，殷延明，王忠，王剛，孫葉

目前，我公司推土機(jī)用齒輪傳動(dòng)件采用高頻感應(yīng)淬火得到表面硬化層，該工藝易造成工件表面裂紋，工件變形大，嚴(yán)重影響后續(xù)裝配配合。離子滲氮工藝是應(yīng)用廣泛的一種表面化學(xué)熱處理技術(shù)，可以顯著提高鋼鐵制件的表面硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度及抗腐蝕能力，工件表面無(wú)氧化、變形小，而且污染小，節(jié)約能源。

本文通過(guò)研究離子滲氮工藝參數(shù)對(duì)42CrMo材料滲氮層性能的影響，掌握了42CrMo傳動(dòng)件離子滲氮工藝規(guī)律和特點(diǎn)，以期改善現(xiàn)有工藝變形大、有裂紋的現(xiàn)狀，節(jié)約生產(chǎn)成本。

1. 工藝參數(shù)的確定

影響離子滲氮工藝的參數(shù)主要有滲氮溫度、滲氮壓力和滲氮保溫時(shí)間，針對(duì)工件齒數(shù)多、齒形密、齒較薄的特點(diǎn)，以及42CrMo材料本身的特性，設(shè)定工藝參數(shù)如表1所示。

2. 過(guò)程記錄

試驗(yàn)中設(shè)備整體控制平穩(wěn)，通過(guò)圖1過(guò)程記錄可以看出，在保溫階段工藝參數(shù)穩(wěn)定。圖2為工件滲氮照片。

3. 檢測(cè)結(jié)果

（1）表面硬度 在300g和1000g檢測(cè)壓力下，表面硬度均符合圖樣要求（見(jiàn)表2）。

圖1 滲氮參數(shù)記錄曲線

（2）硬化層深度 根據(jù)圖3硬化層梯度檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖4，齒頂滲氮層達(dá)到0.55mm，齒根達(dá)到0.45mm。

（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，疏松級(jí)別1～2級(jí)。

（4）滲氮層脆性狀況 從圖6脆性檢測(cè)壓痕來(lái)看，邊角無(wú)塌陷，脆性情況達(dá)到1級(jí)。

4. 局部防滲處理

采用離子滲氮專用涂料進(jìn)行了試驗(yàn)，通過(guò)試塊檢測(cè)，防滲面硬度沒(méi)有增加，加工情況良好，驗(yàn)證了防滲涂料的有效性。圖7為工件涂防滲涂料情況。

圖7 工件防滲涂料

圖2 工件滲氮照片

圖3

圖4 齒頂、齒根滲氮層硬度梯度

圖5 滲氮層金相組織（100×）

表1 42CrMo滲氮工藝參數(shù)

表2 表面硬度檢測(cè)結(jié)果

圖6 滲氮層脆性檢測(cè)

5. 結(jié)語(yǔ)

對(duì)推土機(jī)42CrMo材料傳動(dòng)件采用離子滲氮工藝試驗(yàn)后，各項(xiàng)檢測(cè)結(jié)果符合要求，工件畸變符合裝配要求。后續(xù)采用表面離子滲氮替代高頻感應(yīng)淬火，可改善現(xiàn)有工藝變形大、有裂紋的現(xiàn)狀，節(jié)約生產(chǎn)成本。另外，采用離子滲氮，污染小，環(huán)境友好。