離子滲氮工藝在推土機傳動件上的應用

■ 陳云龍，殷延明，王忠，王剛，孫葉

目前，我公司推土機用齒輪傳動件采用高頻感應淬火得到表面硬化層，該工藝易造成工件表面裂紋，工件變形大，嚴重影響后續裝配配合。離子滲氮工藝是應用廣泛的一種表面化學熱處理技術，可以顯著提高鋼鐵制件的表面硬度、耐磨性、疲勞強度及抗腐蝕能力，工件表面無氧化、變形小，而且污染小，節約能源。

本文通過研究離子滲氮工藝參數對42CrMo材料滲氮層性能的影響，掌握了42CrMo傳動件離子滲氮工藝規律和特點，以期改善現有工藝變形大、有裂紋的現狀，節約生產成本。

1. 工藝參數的確定

影響離子滲氮工藝的參數主要有滲氮溫度、滲氮壓力和滲氮保溫時間，針對工件齒數多、齒形密、齒較薄的特點，以及42CrMo材料本身的特性，設定工藝參數如表1所示。

2. 過程記錄

試驗中設備整體控制平穩，通過圖1過程記錄可以看出，在保溫階段工藝參數穩定。圖2為工件滲氮照片。

3. 檢測結果

（1）表面硬度 在300g和1000g檢測壓力下，表面硬度均符合圖樣要求（見表2）。

圖1 滲氮參數記錄曲線

（2）硬化層深度 根據圖3硬化層梯度檢測結果見圖4，齒頂滲氮層達到0.55mm，齒根達到0.45mm。

（3）滲氮層組織 從圖5金相組織看出，滲氮層白亮層厚度為10μm，疏松級別1～2級。

（4）滲氮層脆性狀況 從圖6脆性檢測壓痕來看，邊角無塌陷，脆性情況達到1級。

4. 局部防滲處理

采用離子滲氮專用涂料進行了試驗，通過試塊檢測，防滲面硬度沒有增加，加工情況良好，驗證了防滲涂料的有效性。圖7為工件涂防滲涂料情況。

圖7 工件防滲涂料

圖2 工件滲氮照片

圖3

圖4 齒頂、齒根滲氮層硬度梯度

圖5 滲氮層金相組織（100×）

表1 42CrMo滲氮工藝參數

表2 表面硬度檢測結果

圖6 滲氮層脆性檢測

5. 結語

對推土機42CrMo材料傳動件采用離子滲氮工藝試驗后，各項檢測結果符合要求，工件畸變符合裝配要求。后續采用表面離子滲氮替代高頻感應淬火，可改善現有工藝變形大、有裂紋的現狀，節約生產成本。另外，采用離子滲氮，污染小，環境友好。