20CrMnTi钢齿轮渗碳工艺及硬度控制实例

1.微机控制井式炉滴注式气体渗碳

汽车及拖拉机齿轮，材料为20CrMnTi。应用甲醇、煤油两种渗剂，以甲醇滴量恒定（140滴/min），通过电磁阀按工艺不同阶段碳势设定值，对煤油滴量进行随机控制，可取得满意碳势控制效果。20CrMnTi钢齿轮微机控制气体渗碳工艺曲线如图6-11所示。

图6-11 20CrMnTi钢齿轮微机控制气体渗碳工艺曲线

温度控制精度为±2℃，碳势w（C）控制精度为±0.02%（氧含量差电势为±2mV），时间控制精度为±1s，渗碳周期为6～6.5h，渗碳层深度为0.8～1.5mm（可随需要调节）。齿轮渗碳后表面碳含量w（C）为0.9%左右，渗碳淬火后表面硬度为60～62HRC。

2.可控气氛渗碳工艺

汽车转向器齿轮，材料为20CrNiMo。在可控气氛多用炉生产线上进行渗碳，其可控气氛渗碳炉气成分见表6-25。汽车转向器齿轮可控气氛渗碳工艺曲线如图6-12所示。

表6-25 汽车转向器齿轮可控气氛渗碳炉气成分

注：工艺阶段①～⑥如图6-12所示。

图6-12 汽车转向器齿轮可控气氛渗碳工艺曲线(www.xing528.com)

齿轮渗碳后渗碳层深度为0.70～0.75mm，表面硬度为58～63HRC，心部硬度为35～42HRC，表面为回火马氏体+极少量残留奥氏体+极少量粒状碳化物，心部为低碳马氏体+铁素体。

3.氮基气氛渗碳

20CrMnTi、20CrMo钢阀体及阀座类工件进行氮基气氛可控渗可控气氛渗碳工艺曲线碳，用空分普氮[φ（N₂）为99.5%]作为氮源，以甲醇+N₂制备N₂∶H₂∶CO=4∶4∶2（体积比）的氮基气氛。富化气仍采用有机碳氮化合物。渗碳淬火后表面硬度可控制在63～65HRC，碳势w（C）控制精度达到±0.03%，渗碳层深度为1.7～1.8mm。氮基可控气氛渗碳工艺如图6-13所示。

图6-13 氮基可控气氛渗碳工艺曲线

4.井式炉气体渗碳工艺实例（见表6-26）

表6-26 井式炉气体渗碳工艺实例

（续）