一种轴齿类零件真空低压渗碳工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114293138A(43)申请公布日2022.04.08(21)申请号202111675718.7C21D9/28(2006.01)(22)申请日2021.12.31C21D9/32(2006.01)(71)申请人常州新区河海热处理工程有限公司地址213002江苏省常州市新北区黄河路130-1号(72)发明人殷和平殷敏洁(74)专利代理机构常州西创专利代理事务所(普通合伙)32472代理人张磊(51)Int.Cl.C23C8/22(2006.01)C23C8/02(2006.01)C23C8/80(2006.01)C21D1/18(2006.01)C21D1/773(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种轴齿类零件真空低压渗碳工艺(57)摘要本发明公开了一种轴齿类零件真空低压渗碳工艺，属于热处理技术领域。本发明的轴齿类零件真空低压渗碳工艺，依次包括升温阶段、渗碳阶段和淬火阶段，升温阶段采用阶梯式升温保温的方式升温至渗碳工艺温度，能够消除轴齿类零件的加工应力，减小零件在加热过程中的变形量，使轴齿类零件的渗碳变形量达到0.005～0.015mm，有效解决了轴齿类零件渗碳过程产生的畸变问题；并且，真空低压强渗阶段以乙炔‑氮气交替脉冲作为渗碳气氛，利用氮气对炉内产生的废气进行排气，使有效渗碳层深度和表面含碳量控制更加精确，提高了轴齿类零件表面渗碳效果。CN114293138ACN114293138A权利要求书1/1页1.一种轴齿类零件真空低压渗碳工艺，依次包括升温阶段、渗碳阶段和淬火阶段，其特征在于：所述的升温阶段采用阶梯式升温保温工艺，具体工艺如下：将工件升温至300±5℃，均温20～40min；将工件升温至480±5℃，均温20～40min；将工件升温至680±5℃，均温20～40min；将工件升温至780±5℃，均温20～40min；将工件升温至850±5℃，均温20～40min；将工件升温至950℃～1020℃，进入渗碳阶段；所述的渗碳阶段包括强渗阶段和扩散阶段，所述的强渗阶段采用脉冲式渗碳工艺，在抽真空状态下，以乙炔‑氮气交替脉冲作为渗碳气氛，交替通入乙炔气体和氮气；在强渗阶段完成后，维持渗碳工艺温度进入扩散阶段；在扩散阶段完成后进入淬火阶段。2.根据权利要求1所述的一种轴齿类零件真空低压渗碳工艺，其特征在于：在强渗阶段中，通入乙炔气体保持2～20秒后再通入氮气5～40秒为一个渗碳脉冲周期，整个强渗阶段由若干个渗碳脉冲周期组成。3.根据权利要求2所述的一种轴齿类零件真空低压渗碳工艺，其特征在于：所述的强渗阶段由5个渗碳脉冲周期组成。4.根据权利要求1所述的一种轴齿类零件真空低压渗碳工艺，其特征在于：所述的渗碳阶段的炉压控制在550～900Pa。5.根据权利要求1所述的一种轴齿类零件真空低压渗碳工艺，其特征在于：所述的升温阶段的真空度控制在1Pa以下。6.根据权利要求1所述的一种轴齿类零件真空低压渗碳工艺，其特征在于：所述的淬火阶段采用真空高压气淬或油淬的方式进行淬火处理。7.根据权利要求6所述的一种轴齿类零件真空低压渗碳工艺，其特征在于：所述的淬火阶段的淬火温度为830±5℃，采用135±5℃的真空等温淬火油进行淬火，同时以15Hz的频率进行低速搅拌。2CN114293138A说明书1/5页一种轴齿类零件真空低压渗碳工艺技术领域[0001]本发明涉及一种热处理工艺，更具体地说，涉及一种轴齿类零件真空低压渗碳工艺。背景技术[0002]轴齿类零件在工业技术中有着较为广泛的应用。如图1所示，为一种工业机器人减速机输入轴齿零件，其一端具有齿形结构1，另一端具有盲孔2，盲孔2内设有键槽3，其主要作用是传动扭矩，且工作条件较为复杂，要求其具有优良的耐磨性、抗接触疲劳强度和抗弯曲疲劳性能。[0003]渗碳淬火是使工件表面获得高硬度来提高工件耐磨性能的常用热处理工艺，为了使上述的轴齿类零件获得良好的耐磨性能，同样需要对其进行渗碳处理。此类轴齿类零件最常用的渗碳工艺为气体渗碳，如中国专利号ZL201610711836.1公开的“一种减小齿轮轴键槽变形的热处理工艺”，其采用气氛渗碳工艺，在保护气氛环境中进行升温保温渗碳处理，具有渗碳成本低、速度快、渗碳质量稳定、渗碳气氛容易控制、渗碳层表面质量易于控制等优点。然而，在气体渗碳工艺中，通常采用甲醇气氛，由于低温保温存在爆炸的安全隐患，因此气体渗碳在700℃以下不能保温，通常需要快速升温至800℃以上后再进行渗碳处理，这也是上述专利申请案中从830℃开始升温保温的主要原因。而也由于零件在700℃以下的低温阶段不能保温，导致低温阶段升温过程中会发生热处理变形，键槽变形和齿形变形量达到0.03～