一种在同一零件上不同部位进行差深渗碳的方法技术

本发明专利技术提供一种在同一零件上不同部位进行差深渗碳的方法，其采用脉冲式叠加渗碳的工艺方法先对要求深渗碳层深的部位进行渗碳，其余部位防渗保护，冷却除防渗保护后再同时对整个零件进行二次叠加渗碳，从而达到同一零件的不同部位有不同的渗碳层深度，在对要求深层深渗碳的部位进行二次叠加渗碳时的渗碳层深不可控过程中，在Ac3以上温度阶段采取斜率升、降温的方式进行过程控制，确保渗碳层深精准可控，根据渗碳深度的近似计算F.E.Harris公式的简化公式：

【技术实现步骤摘要】
一种在同一零件上不同部位进行差深渗碳的方法
本专利技术涉及金属热处理
，尤其涉及一种在同一零件上不同部位进行差深渗碳的方法。
技术介绍
随着我国机械行业的飞速发展，对装备整体的可靠性要求越来越高，从而进一步对其零部件的可靠性、结构紧凑性提出了更高的要求。以往齿轮箱通常为行星齿轮内孔与轴承外圈链接，采取过盈配合的链接方式，此结构行星齿轮内孔壁较薄、齿根应力高、内孔配合轴承外圈处容易打滑蠕动产生磨损，总体重量较重且可靠性不高。目前某齿轮箱的行星轮设计成齿轮与轴承一体式结构，行星轮内孔即为轴承外圈滚道，使整个传动系统结构更加紧凑、可靠性更高。此一体式行星轮结构在满足齿轮要求的同时还要满足行星轮内孔作为轴承外圈的要求，行星轮齿面和内孔均需进行渗碳淬火，且将有不同的渗碳层深度，为满足同一零件上不同部位要求不一致的渗碳层深，需研究一个差深渗碳的工艺方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种在同一零件上不同部位进行差深渗碳的方法，旨在解决现有技术中对于低碳合金渗碳钢零件的不同部位技术要求渗碳层深度不一致的问题。本专利技术的技术方案如下：一种在同一零件上不同部位进行差深渗碳的方法，包括以下步骤：(1)根据设计要求确定在零件上不同部位需要渗碳的渗碳层深；(2)根据渗碳深度的近似计算F.E.Harris公式的简化公式：式中H-渗碳深度(mm)；k-渗碳速度因子；t-渗碳时间(h)。设差深渗碳的脉冲式叠加渗碳经验公式为：>式中H1-I次预渗碳深度(mm)；H2-II次浅层深渗碳深度(mm)；HΔ-叠加渗碳的深层深深度(mm)；k1-I次渗碳速度因子；k2-II次渗碳速度因子；k′1-叠加渗碳过程渗碳速度因子；k′2-斜率升降温过程渗碳速度因子；t1-I次渗碳的时间(强渗+扩散)(h)；t2-II次渗碳的时间(强渗+扩散)(h)；ts—Ⅱ次渗碳斜率升温时间(h)；tj—Ⅰ次渗碳斜率降温时间(h)；(3)通过以上公式进行工艺试验计算得出渗碳速度因子k1、k2、k′1、K′2值，再根据设计的渗碳层深计算得出预渗碳的Ⅰ次渗碳时间和浅层深的Ⅱ次渗碳时间，然后采用脉冲式叠加渗碳工艺对零件进行差深渗碳；(4)先对要求深渗碳层深的零件部位进行Ⅰ次渗碳，其余部位防渗保护；(5)冷却除防渗保护后再同时对整个零件进行Ⅱ次叠加渗碳，使要求深渗碳层深的部位经过两次渗碳后得到较深的渗碳层深，而其他部位则得到较浅的渗碳层深；(6)在要求深层深渗碳的部位进行二次叠加渗碳时的不可控过程中，在Ac3以上温度阶段采取斜率升、降温的方式进行过程控制，确保渗碳层深可控。所述的一种在同一零件上不同部位进行差深渗碳的方法，其中零件材质为16Cr3NiWMoVNbE时，设计要求为渗碳温度920℃、强渗碳势1.10C％、扩散碳势0.9C％、强扩比2：1；差深渗碳的脉冲式二次叠加渗碳经验公式为：本专利技术的有益效果是，采用脉冲式叠加渗碳的工艺方法先对要求深渗碳层深的部位进行Ⅰ次渗碳，其余部位防渗保护，冷却除防渗保护后再同时对整个零件进行Ⅱ次叠加渗碳，使要求深渗碳层深的部位经过两次渗碳后得到较深的渗碳层深，而其他部位则得到较浅的渗碳层深，从而达到同一零件的不同部位有不同的渗碳层深度，在对要求深层深渗碳的部位进行二次叠加渗碳时的渗碳层深不可控过程中，在Ac3以上温度阶段采取斜率升、降温的方式进行过程控制，确保渗碳层深精准可控，根据渗碳深度的近似计算F.E.Harris公式的简化公式：可设差深渗碳的经验公式：通过工艺试验及验证得出k′1、k′2值,从而达到精准的控制同一零件的不同部位有不同的渗碳层深度，适用的材料主要为低碳合金渗碳钢，适用的产品主要为需对不同部位有不同渗碳层深要求的零件。附图说明图1为叠加渗碳试验工艺示意图。图2为渗碳后的统一淬火工艺示意图。图3为差深渗碳的脉冲式叠加渗碳验证工艺示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本专利技术的不同结构。为了简化本专利技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本专利技术。此外，本专利技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本专利技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。一种在同一零件上不同部位进行差深渗碳的方法实施例：(1)先按图1进行渗碳工艺试验，具体工艺参数根据材料和实际情况而定；为简化试验过程、减少各因素的变差，试验时需选择固定的渗碳温度、碳势和强扩比；(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在同一零件上不同部位进行差深渗碳的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)根据设计要求确定在零件上不同部位需要渗碳的渗碳层深；/n(2)根据渗碳深度的近似计算F.E.Harris公式的简化公式：/n

【技术特征摘要】
1.一种在同一零件上不同部位进行差深渗碳的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)根据设计要求确定在零件上不同部位需要渗碳的渗碳层深；
(2)根据渗碳深度的近似计算F.E.Harris公式的简化公式：



式中H—渗碳深度(mm)；
k—渗碳速度因子；
t—渗碳时间(h)。
设差深渗碳的脉冲式叠加渗碳经验公式为：









式中H1—Ⅰ次预渗碳深度(mm)；
H2—Ⅱ次浅层深渗碳深度(mm)；
HΔ—叠加渗碳的深层深深度(mm)；
k1—Ⅰ次渗碳速度因子；
k2—Ⅱ次渗碳速度因子；
k′1—叠加渗碳过程渗碳速度因子；
k′2—斜率升降温过程渗碳速度因子；
t1—Ⅰ次渗碳的时间(强渗+扩散)(h)；
t2—Ⅱ次渗碳的时间(强渗+扩散)(h)；
ts—Ⅱ次渗碳斜率升温时间(h)；
tj—Ⅰ...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱荣春，陈葵，黄俊琼，文毅，章永康，朱美玲，
申请(专利权)人：湖南南方宇航高精传动有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43