齿轮的表面化学热处理

Byron Stewart　北京华海中谊工业炉有限公司

齿轮的表面化学热处理

Byron Stewart北京华海中谊工业炉有限公司

齿轮的表面强度关系到齿轮的承载能力。钢制齿轮通常都要通过表面化学热处理达到所需要的性能要求。

化学热处理分为四类

（1）渗碳使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层，再经过淬火和低温回火，使工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。

（2）渗氮渗入的氮与铁形成不同含氮量的氮化铁，可使渗氮后钢件得到高的表面硬度、耐磨性、疲劳强度、抗咬合性、抗大气和过热蒸气腐蚀能力、抗回火软化能力，并降低缺口敏感性。

（3）氮碳共渗以渗氮为主同时渗入碳的化学热处理工艺。工件尺寸变化微小且渗层兼有良好的耐磨、抗疲劳和减摩性能；在水、海水等介质中耐蚀；能处理回火温度高于520℃的任何牌号的钢铁零件以及刃具、模具。

（4）碳氮共渗以渗碳为主同时渗入氮的化学热处理工艺。它在一定程度上克服了渗氮层硬度虽高但渗层较浅，而渗碳层虽硬化深度大，但表面硬度较低的缺点。

渗氮工艺分为常规气体渗氮、离子渗氮和盐浴渗氮。常规气体渗氮采用氨气和氮气进行渗氮，氮势控制简单，每次工艺的渗层厚度偏差较大，易产生白亮层，气体消耗量极大，炉体内壁需要定期退氮。离子渗氮，不宜对复杂形状的工件进行渗氮，每次工艺都具有唯一性，无法完全重复工艺。盐浴渗氮易造成严重的环境污染。

精密气体渗氮工艺特点

齿轮表面渗氮

（1）炉体内部采用特殊钢材制作，在工艺过程中可抵抗氮原

子的渗入。工艺控制精度更高。

（2）可以精确控制常规气体渗氮过程中产生的所谓白化层，并生成一个硬度均匀的15～10μm厚度层。

（3）适用于复杂形状，对环境无污染。

（4）应用正确的气体渗氮技术能够使工艺温度更低（480 ～520℃）、周期更短、气体消耗量更小。

（5）每次的渗氮工艺都可以将设定曲线及实际曲线进行记录分析，可以做到工艺的100%重复。

氮势控制通过控制裂解过程中氨对氢的压力比来控制裂解程度，必须选择99.999%及以上高纯度的氨气。当使用的氨气纯度低于99.999%时，我们需要对氨气采用分子筛吸附的方式进行净化提纯。

华海渗氮炉

氮碳共渗及碳氮共渗

在精密气氛炉的设计基础上，调整工艺气体及控制系统，并增加了油淬室，可适用于增加钢材及合金钢耐磨性的热处理。

（1）氮碳共渗工件尺寸变化微小且渗层兼有良好的耐磨、抗疲劳和减摩性能。

（2）碳氮共渗它在一定程度上克服了渗氮层硬度虽高但渗层较浅，而渗碳层虽硬化深度大，但表面硬度较低的缺点。

工艺优点：①可选用真空系统快速安全地净化炉内气氛。②特殊的炉罐材料及设计能够保证不被氮原子渗入。③由自动控制系统进行整个工艺过程控制，氮势控制更准确。④可节省大量氨气。⑤安装有用于炉体的安全控制的气体探头。⑥可加装外循环冷却系统进行快速冷却。⑦100%工艺重现。⑧废气的处理对环境无任何影响。