渗碳齿轮减少氢脆的措施及应用结果

　　齿轮制造过程的控制
　　要保证渗碳齿轮的质量,首先要确保齿轮用锻坯的质量,锻坯经磁粉探伤检测,确定锻坯不存在裂纹、夹杂层等缺陷后,方可使用。为了细化基体组织,我们采用了锻坯粗车→磁粉探伤→正火或调质→精车的生产工艺,这样做可以使锻坯内部组织正常化,最大限度地减少内部缺陷,防止氢原子渗入缺陷处,造成裂纹。制造齿轮时,无论粗车还是精车,切削方向要一致,防止冷加工产生应力集中区域,使氢原子有隐藏之处。另外,粗车齿轮正火或调质之前,一定要除去表面油污,否则正火或调质处理后烧结成的油垢附着在齿轮上,会延长除油除锈时间,相对延长了渗氢时间,增大了渗氢量。
　　前处理工序的控制
　　为了减少除油除锈工序氢的渗入,我们采取了下列措施:电解去油采用阳极电解去油,不造成渗氢趋势;酸洗一般采用盐酸,避免使用氢脆较严重的硫酸,且锈一旦除净,立即取出清洗,一般控制酸洗时间在5min以内;为了提高酸洗效果,防止过腐蚀,在酸洗液中加入一定量的缓蚀剂和表面活性剂,使氢原子难吸附在齿轮表面上,而形成氢气析出。
　　电镀工序的控制
　　电镀过程中的渗氢主要是氰化镀铜,为了避免由此而引起的氢脆,我们采用了氰化镀铜作底层、普通硫酸盐镀铜作加厚铜层的工艺方法,一旦齿轮表面完整地覆盖上氰化镀铜层(大约5～10min),立即取出清洗干净,转入普通硫酸盐镀铜,这样可极大减少因氰化镀铜阴极电流效率低而引起的渗氢现象。
　　热处理工序的控制
　　基于齿轮渗碳后直接淬火是产生氢脆的主要原因,为此我们对齿轮渗碳淬火工艺进行了改进,即齿轮渗碳(930±10°C,保温5～6h)→空冷至室温→排除炉内废气(用N2置换)→重新升温至930±10°C→油淬火至室温→回火处理(200±10°C,保温2～3h)→空冷室温→转入下工序。采用改进工艺,可以使渗碳过程中渗入齿轮内部的氢借助于缓慢的空冷阶段逐步释放出来,以消除由此而产生的裂纹。重新升温之前,一定要把炉内废气全部排除干净,以免炉内残余的氢再次渗入齿轮基体内;重新升温还相当于一个驱氢过程。回火的目的是进一步驱除齿轮基体内的残留氢。