在齒輪滲碳過程中，由于設(shè)備出現(xiàn)故障無法淬火，在860℃碳勢(shì)Cp=0.8%時(shí)保溫10h，設(shè)備修復(fù)結(jié)束。將工件降溫、淬火、回火后，檢驗(yàn)試樣發(fā)現(xiàn)，試樣有效硬化層深度3.192mm，合格（見表1），但滲層中出現(xiàn)網(wǎng)狀碳化物，超出標(biāo)準(zhǔn)要求，不合格。如圖1所示。
（a）滲層中出現(xiàn)的網(wǎng)狀碳化物
（b）滲層中出現(xiàn)的碳化物
圖 1
1.網(wǎng)狀碳化物形成的原因
由于860℃碳勢(shì)Cp=0.8%保溫時(shí)，碳勢(shì)比較高，碳的溶解度比滲碳時(shí)925℃低很多，所以多余的碳形成碳化物在晶界上析出。如圖1所示 。
2.網(wǎng)狀碳化物的消除方法
將有碳化物的試樣從試樣孔放入爐內(nèi)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，在925℃碳勢(shì)Cp=0.7%的氣氛中擴(kuò)散3h后從試樣孔取出，空冷。發(fā)現(xiàn)原先的碳化物明顯減少。如圖2所示，證明高溫低碳勢(shì)擴(kuò)散對(duì)碳化物的消除作用比較大。
（a）在925℃碳勢(shì)Cp=0.7%擴(kuò)散后的碳化物
（b）在925℃碳勢(shì)Cp=0.7%擴(kuò)散后的碳化物
圖 2
根據(jù)試樣試驗(yàn)的效果，我們將工件在925℃碳勢(shì)Cp=0.65%氣氛中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下擴(kuò)散，中間每隔一段時(shí)間從試樣孔取樣檢查，跟蹤碳化物變化情況，直到20h時(shí)，檢驗(yàn)試樣發(fā)現(xiàn)碳化物完全消除。將工件降溫、淬火、回火，檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)碳化物完全消除，合格。如圖3a所示。有效硬化層深度3.219mm，合格，如表2所示。表面氧化層深度22.05um，合格，如圖3b所示。
（a）925℃碳勢(shì)Cp=0.65%擴(kuò)散20h后滲層組織
b）氮?dú)獗Ｗo(hù)下，擴(kuò)散后氧化層深度
圖 3
3.結(jié)語(yǔ)
（1）通過試驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)，高溫低碳勢(shì)擴(kuò)散能消除網(wǎng)狀碳化物。
（2）高溫?cái)U(kuò)散時(shí)必須有氮?dú)獗Ｗo(hù)，這樣在高溫下才能確保工件氧化最小化。
（3）制定合理工藝，確保高溫低碳勢(shì)擴(kuò)散時(shí)滲層的增加能盡可能的小，避免滲層超標(biāo)。
作者：薄文麗
單位：沃德傳動(dòng)（天津）股份有限公司
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