上传时间：2024/3/16 浏览次数： 210

汽车的变速器主要通过一系列的齿轮传动装置组成。这些齿轮在使用过程中需要经受大量的摩擦和碰撞，因此需要通过热处理和渗碳工艺来提升其整体强度。为了实现低成本、高性能，主减速从动齿轮采用环保的低压真空渗碳、高压气体淬火技术进行热处理。

真空热处理工艺相对于常规的可控气氛渗碳热处理有以下优势∶

1)可以采用高温技术而不会产生有害表面物质。

2)在低压真空下进行渗碳，零件表面活性高，渗碳效率提高，工艺周期较常规的可控气氛渗碳热处理可以减小20%～50%。

3)零件处于真空状态下，不会产生内氧化、表面非马组织和表面黑色组织等，同时零件不会产生表面合金元素贫化及其带来的表面淬透性降低等问题。零件表面硬度、表面残余压应力水平明显提高，进而明显降低零件的表面早期失效，提高零件的使用寿命。

4)低压真空渗碳与高压气体淬火技术相结合，可减小热处理畸变，提高产品精度。

工艺参数：

材料牌号QS1927S0，热处理技术要求为∶表面硬度680～790HV10，心部硬度360～460HV10，有效硬化层深，成品要求0.45～0.75mm（600HV1），考虑磨齿余量，热后要求0.6～0.85mm（600HV1）。热处理工艺流程为上料→清洗→脱脂+预氧化→低压真空渗碳+高压气淬→低温回火→风冷→下料。

渗碳、淬火工艺参数确定：

低压真空渗碳热处理的原理，实际上是在低压（一般≤2kPa）真空状态下，采用脉冲方式，通过多个强渗（通入渗碳介质）+扩散（通入保护气体，如氮气）与一个集中的扩散过程，实现渗碳。该工艺的控制方法为“饱和值调整法”，通过调整渗碳、扩散时间比，达到控制表面碳浓度和渗碳层深度的目的。

为了保证齿面的接触疲劳强度，齿面的碳浓度一般控制在0.65%～0.95%最佳。但是在真空渗碳过程中，过高的碳浓度会导致齿角残余奥氏体太多，影响零件的使用寿命。

渗碳流量设定依据为处理零件的表面积，因此为了准确设定和控制渗碳介质的流量，最好采用质量流量计。主减速齿轮采用乙炔渗碳，齿轮表面积86763.982mm2，装炉量为64件/炉，根据经验公式计算乙炔流量2000NL/h。

淬火工艺

淬火工艺主要分为“快一慢一快”三个过程∶

（1）快  让工件表面避开TTT曲线鼻尖，不产生中间转变组织（贝氏体或珠光体）。

（2）慢  让工件表面和心部温度的温差尽量减小，在表面已完成马氏体转变的同时，控制心部马氏体的量（尽量转变成贝氏体），减少淬火畸变。

（3）快 让工件尽快冷却至室温，完成整个淬火过程。

根据自身的经验，采用改变淬火压力和时间的方式实现分级淬火，通过风扇搅拌的大小来控制冷却速度，从而实现上述淬火过程。

齿轮的工装夹具

主减速齿选择H形料棒，采用串挂的方式进行热处理（见图），有利于加热和淬火的均匀性。H 形料棒的宽度和槽深是料架设计的关键尺寸，按照热处理变形控制重心最低原则，结合零件的尺寸，经计算，H形料棒的宽度在50mm（壁厚8mm）时，主减速齿轮重心最低，热变形的趋势最小。



H形料棒的槽深为13mm。槽太深，会导致主减速齿轮在气淬过程中由于高压气体冲击而引起的摆动受约束，进而影响平面度；反之，槽太浅，起不到固定工件的效果，在运输过程中工件易发生碰伤，导致废品率上升。

对主减速从动齿轮采用低压真空渗碳技术，合理优化强渗和扩散节拍，获得了理想的热处理硬化层深度和组织。分级淬火可实现表面/心部组织的转变，获得理想的表面硬度及心部硬度值。对称、紧凑的零件结构及选择合理的料架设计，直接通过高压气淬即可获得理想的主减速齿热处理后平面度。

除了掌握合理的渗碳热处理工艺，有关热处理设备的选择也会影响到最终的成品质量。

SIMUWU公司生产的RVC系列真空渗碳+热处理一体炉是进行工模具真空热处理工艺的优质产品，良好的温控精度和温控均匀性确保了真空渗碳过程的有效进行。SIMUWU公司专注于真空炉的制造，拥有十多年的相关经验，在真空炉制造领域具有良好的口碑。产品线包括真空气淬炉，真空油淬炉，真空钎焊炉等，广销各发达国家与发展中国家。

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