离子渗氮工艺在推土机传动件上的应用

■ 陈云龙，殷延明，王忠，王刚，孙叶

目前，我公司推土机用齿轮传动件采用高频感应淬火得到表面硬化层，该工艺易造成工件表面裂纹，工件变形大，严重影响后续装配配合。离子渗氮工艺是应用广泛的一种表面化学热处理技术，可以显著提高钢铁制件的表面硬度、耐磨性、疲劳强度及抗腐蚀能力，工件表面无氧化、变形小，而且污染小，节约能源。

本文通过研究离子渗氮工艺参数对42CrMo材料渗氮层性能的影响，掌握了42CrMo传动件离子渗氮工艺规律和特点，以期改善现有工艺变形大、有裂纹的现状，节约生产成本。

1. 工艺参数的确定

影响离子渗氮工艺的参数主要有渗氮温度、渗氮压力和渗氮保温时间，针对工件齿数多、齿形密、齿较薄的特点，以及42CrMo材料本身的特性，设定工艺参数如表1所示。

2. 过程记录

试验中设备整体控制平稳，通过图1过程记录可以看出，在保温阶段工艺参数稳定。图2为工件渗氮照片。

3. 检测结果

（1）表面硬度 在300g和1000g检测压力下，表面硬度均符合图样要求（见表2）。

图1 渗氮参数记录曲线

（2）硬化层深度 根据图3硬化层梯度检测结果见图4，齿顶渗氮层达到0.55mm，齿根达到0.45mm。

（3）渗氮层组织 从图5金相组织看出，渗氮层白亮层厚度为10μm，疏松级别1～2级。

（4）渗氮层脆性状况 从图6脆性检测压痕来看，边角无塌陷，脆性情况达到1级。

4. 局部防渗处理

采用离子渗氮专用涂料进行了试验，通过试块检测，防渗面硬度没有增加，加工情况良好，验证了防渗涂料的有效性。图7为工件涂防渗涂料情况。

图7 工件防渗涂料

图2 工件渗氮照片

图3

图4 齿顶、齿根渗氮层硬度梯度

图5 渗氮层金相组织（100×）

表1 42CrMo渗氮工艺参数

表2 表面硬度检测结果

图6 渗氮层脆性检测

5. 结语

对推土机42CrMo材料传动件采用离子渗氮工艺试验后，各项检测结果符合要求，工件畸变符合装配要求。后续采用表面离子渗氮替代高频感应淬火，可改善现有工艺变形大、有裂纹的现状，节约生产成本。另外，采用离子渗氮，污染小，环境友好。