在齒輪滲碳過程中，由于設備出現(xiàn)故障無法淬火，在860℃碳勢Cp=0.8%時保溫10h，設備修復結束。將工件降溫、淬火、回火后，檢驗試樣發(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)網狀碳化物，超出標準要求，不合格。如圖1所示。
（a）滲層中出現(xiàn)的網狀碳化物
（b）滲層中出現(xiàn)的碳化物
圖 1
1.網狀碳化物形成的原因
由于860℃碳勢Cp=0.8%保溫時，碳勢比較高，碳的溶解度比滲碳時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，在氮氣保護下，在925℃碳勢Cp=0.7%的氣氛中擴散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，證明高溫低碳勢擴散對碳化物的消除作用比較大。
（a）在925℃碳勢Cp=0.7%擴散后的碳化物
（b）在925℃碳勢Cp=0.7%擴散后的碳化物
圖 2
根據(jù)試樣試驗的效果，我們將工件在925℃碳勢Cp=0.65%氣氛中，在氮氣保護下擴散，中間每隔一段時間從試樣孔取樣檢查，跟蹤碳化物變化情況，直到20h時，檢驗試樣發(fā)現(xiàn)碳化物完全消除。將工件降溫、淬火、回火，檢驗發(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Cp=0.65%擴散20h后滲層組織
b）氮氣保護下，擴散后氧化層深度
圖 3
3.結語
（1）通過試驗我們發(fā)現(xiàn)，高溫低碳勢擴散能消除網狀碳化物。
（2）高溫擴散時必須有氮氣保護，這樣在高溫下才能確保工件氧化最小化。
（3）制定合理工藝，確保高溫低碳勢擴散時滲層的增加能盡可能的小，避免滲層超標。
作者：薄文麗
單位：沃德傳動（天津）股份有限公司
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