淺談齒輪滲碳淬火有效硬化層及硬度梯度
隨著機械工業(yè)的發(fā)展,，對齒輪的質(zhì)量要求日益提高,，而齒輪的強度壽命和制造精度與熱處理質(zhì)量有很大關(guān)系,。為了檢驗齒輪材料熱處理質(zhì)量,，在1987年以前，我國的齒輪滲碳淬火內(nèi)在質(zhì)量檢驗標準多為終態(tài)金相檢驗標準,。由于檢測儀器的精度,、分辨率等因素以及檢驗人員的經(jīng)驗參差不齊，造成檢驗結(jié)果有很大差異和爭議,。為了解決金相法內(nèi)在檢驗存在的弊端,，機械部在1987年借鑒了DIN.ISO等標準中有關(guān)內(nèi)容，修訂了我國現(xiàn)行齒輪滲碳淬火內(nèi)在質(zhì)量檢驗標準,。此檢驗標準中,，其金相組織檢驗標準基本與原標準相似，主要是對滲碳層深度及碳濃度梯度的測定作了較大的修改,。下面就滲碳層深度和碳濃度梯度分別采用金相法與硬度法測定進行簡述,。
一、 滲碳層深度的檢測
1.1,、 金相法
1.1.1,、 取本體或與零件材料成分相同，預先熱處理狀態(tài)基本相似的圓試樣或齒形試樣進行檢測,。
1.1.2,、 送檢試樣熱處理狀態(tài)為平衡狀態(tài)，即退火狀態(tài),。
1.1.3,、 低碳鋼滲層深度為：過共析層+共析層+1/2亞共析層。
1.1.4,、 低碳合金鋼滲層深度為：過共析層+共析層+亞共析層,。
1.2、 硬度法
1.2.1,、取樣方法同金相法取樣方法一致,。
1.2.2、送檢試樣狀態(tài)為淬火+回火狀態(tài),。
1.2.3,、滲碳深度用有效硬化層來表示，其極限硬度根據(jù)不同要求進行選擇。
1.2.4,、有效硬化層深度（DCp）：從試樣表面測至極限硬度（如HV550） 之間垂直距離,。
1.3、兩種關(guān)于滲碳深度檢測的方法存在著一定的對應關(guān)系,，下面用圖形來描述,。
從圖中可看出：DCp（芯部）>DCp(HV500)>DCp(HV550)
DCp(HV550)對應滲碳層中碳含量約為0.35~0.38%,此界限處即為金相法中1/2亞共析層處。
DCp(HV500)對應滲碳層中碳含量約為0.31~0.33%,，此界限處為金相法中1/2亞共析層處,。
DCp（芯部）對應滲碳層中碳含量為基體碳含量，一般為0.17~0.23%,，此界限處為金相法中基體組織,。
1.4、 結(jié)論
從圖中可以看出,，DCp(HV500),、DCp(HV550)是不相等的，而在金相法檢測時,，這兩點是近似相等的,，故用硬度法測試滲碳層深度結(jié)果更精確,，更直觀,，減少了人為誤差。
二,、 滲碳層碳濃度梯度（即硬度梯度）
為了防止?jié)B碳淬火齒輪表面出現(xiàn)剝落,、點蝕，提高齒輪承載能力,，必須要求滲碳層滲碳濃度從表面至芯部應保持平滑的梯度,。這種斜度一般推薦為0.25mm深度，碳含量最多下降0.10%,。碳濃度梯度檢測采用剝層法進行,，因此方法操作比較復雜，檢驗時間比較長,，在實際生產(chǎn)中不經(jīng)常使用,。這一指標在現(xiàn)行國家標準中采用硬度梯度來反映。
硬度梯度在相關(guān)標準中又叫“至芯部硬度降”,，即在有效硬化層范圍內(nèi),，自齒輪表面向芯部方向的硬度梯度，用“△HV/△EHt”來表示,，“△HV”為硬度變化量,，“△EHt”為有效硬化層深度的變化量。這一指標反映了有效硬化層內(nèi)硬度的平緩程度，不但反映了滲碳層濃度梯度問題,，同時也反映了淬火質(zhì)量,，指標中規(guī)定了有效硬化層深度下降0.1mm（△EHt），硬度下降應小于45HV（△HV）,。
綜上所述,，滲碳層中碳濃度梯度檢測采用硬度法優(yōu)于剝層法。 |
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