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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、裂紋的現(xiàn)狀，節(jié)約生產(chǎn)成本。

 

1.工藝參數(shù)的確定

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影響離子滲氮工藝參數(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。

表1  42CrMo滲氮工藝

參數(shù)	升溫時(shí)間/h	滲氮溫度/℃	保溫時(shí)間/h	滲氮壓力/Pa
要求	10	520	20	280～300

 

2.過(guò)程記錄

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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。

 

圖1 滲氮參數(shù)記錄曲線

 圖2 工件滲氮照片

 

3.檢測(cè)結(jié)果

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（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。

表2   表面硬度檢測(cè)結(jié)果

檢測(cè)壓力	表面硬度
HV0.3	769	735	761
HV1	677	682	666

（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。

圖   3

圖4  齒頂、齒根滲氮層硬度梯度

 

（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)。

圖5  滲氮層金相組織 100×

 

（4）滲氮層脆性狀況

從圖5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)

（a）

（b）

（c）

圖6  滲氮層脆性檢測(cè)

 

4.局部防滲處理

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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6為工件涂料情況。

 

5.結(jié)語(yǔ)

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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淬火，可改善現(xiàn)有工藝變形大、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。