高溫低碳勢(shì)擴(kuò)散對(duì)消除碳化物的影響

■薄文麗

在齒輪滲碳過(guò)程中，由于設(shè)備出現(xiàn)故障無(wú)法淬火，在860℃碳勢(shì)C p=0.8%時(shí)保溫10h，設(shè)備修復(fù)結(jié)束。將工件降溫、淬火、回火后，檢驗(yàn)試樣發(fā)現(xiàn)，試樣有效硬化層深度3.192mm，合格（見(jiàn)表1），但滲層中出現(xiàn)網(wǎng)狀碳化物，超出標(biāo)準(zhǔn)要求，不合格，如圖1所示。

1. 網(wǎng)狀碳化物形成的原因

由于860℃碳勢(shì)C p=0.8%保溫時(shí)，碳勢(shì)比較高，碳的溶解度比925℃滲碳時(shí)低很多，所以多余的碳形成碳化物在晶界上析出，如圖1所示 。

2. 網(wǎng)狀碳化物的消除方法

將有碳化物網(wǎng)的試樣從試樣孔放入爐內(nèi)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，在925℃碳勢(shì)C p=0.7%的氣氛中擴(kuò)散3h后從試樣孔取出，空冷。發(fā)現(xiàn)原先的碳化物明顯減少。如圖2所示，證明高溫低碳勢(shì)擴(kuò)散對(duì)碳化物的消除作用比較大。

根據(jù)試樣試驗(yàn)的效果，我們將工件在925℃碳勢(shì)C p=0.65%氣氛中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下擴(kuò)散，中間每隔一段時(shí)間從試樣孔取樣檢查，跟蹤碳化物變化情況，直到20h時(shí)，檢驗(yàn)試樣發(fā)現(xiàn)碳化物完全消除。將工件降溫、淬火、回火，檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)碳化物完全消除，合格。如圖3 a所示。有效硬化層深度3.1 9 2mm，合格，如表2所示。表面氧化層深度22.05μm，合格，如圖3 b所示。

圖 1

圖 2

表1 硬化層深度和硬度檢測(cè)統(tǒng)計(jì)

表2 硬化層深度和硬度檢測(cè)統(tǒng)計(jì)

圖 3

3. 結(jié)語(yǔ)

（1）通過(guò)試驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)，高溫低碳勢(shì)擴(kuò)散能消除網(wǎng)狀碳化物。

（2）高溫?cái)U(kuò)散時(shí)必須有氮?dú)獗Ｗo(hù)，這樣在高溫下才能確保工件氧化最小化。

（3）制訂合理工藝，確保高溫低碳勢(shì)擴(kuò)散時(shí)滲層的增加盡可能的小，避免滲層超標(biāo)。