防滲碳涂料KR-AC03L在齒輪加工中的應用

■祝劍劍，李蘇江，陳賀

在齒輪滲碳熱處理過程中，有些部位不需要滲碳，需要采取必要的防滲碳保護措施，主要方法有：機械去除法、鍍銅法和涂料法。鍍銅法的質量好但成本較高，而且鍍液污染環境。機械去除法是在滲碳后將滲碳層用機械加工方法去除，會增加工序，降低生產效率。與這些傳統工藝相比，涂料法成本可降低1/3～1/2，防滲效果及可靠性均優于鍍銅工藝。本文通過對KRAC0 3 L防滲碳涂料進行防滲試驗，證明該涂料應用于齒輪滲碳熱處理過程中，可以起到較好的防滲效果。

圖1 防滲碳涂料試驗試樣

1. 試驗方法

試驗選用與某廠齒輪同材料（18Cr Ni Mo7-6）直徑為40mm的試樣進行防滲試驗，滲碳層深為4.1~4.8mm，滲碳后淬火。分別在試樣的四周（見圖1）涂覆防滲碳涂料KR-AC03L，涂刷前保證工件表面清洗干凈無油，涂層均勻，涂料涂好后自然晾干，時間＞1h。

2. 防滲碳試驗結果

試樣經過滲碳淬火出爐后的表面狀態如圖2所示。

從圖中可以看出，涂層在長時間高溫下性能穩定、不流淌，涂層淬火后僅少許脫落，這樣可以保護淬火冷卻介質不受污染，涂層后續可以采用拋丸、噴砂等機械方式去除。

對出爐后的試樣進行切割，檢測試驗的硬度梯度和顯微組織。試樣涂防滲碳涂料部位的表面組織如圖3所示，試樣防滲部位的硬度梯度見圖4。

從圖3可以看出：涂防滲碳涂料的試樣表面金相組織為低碳馬氏體，沒有滲碳層。由于防滲碳涂料具有很好的防滲效果，可有效阻止碳原子滲入試樣表面，所以試樣表面在滲碳氣氛中沒有產生滲碳層，再經淬火回火后表面的金相組織與心部一樣均為低碳馬氏體。

硬度檢測采用的是顯微硬度計，心部硬度為46.8HRC，表面硬度為47HRC；從硬度結果來看，KR-AC03L防滲碳涂料達到了很好的防滲效果。

3. 應用實例

根據防滲碳涂料的試驗結果，將KR-AC03L防滲碳涂料應用于某廠滲層深為4.1~4.8mm的齒輪軸上。滲碳淬火零件出爐后的表面狀態如圖5所示。檢測了齒輪零件端面的硬度如圖6所示。

從圖5中可以看出，涂層淬火后幾乎不脫落；對齒輪軸端面檢測硬度，3 個區域內硬度分別為：41.9HRC、41.3HRC、43.7HRC ； 40.5HRC 、41.0HRC、41.9HRC；42.2HRC、43.2HRC、43.4HRC。從硬度結果來看，該部位沒有滲碳層，硬度較低，KR-AC03L防滲碳涂料達到了預期的防滲效果。

圖2 滲碳淬火后試樣

圖3 涂防滲碳涂料的表面組（200×）

圖4 試樣防滲面硬度梯度

圖5 滲碳淬火后齒輪零件

圖6 齒輪零件端面硬度

4. 結語

（1）KR-AC03L防滲碳涂料對滲碳層深度為4.1～4.8mm的零件，能有效地阻止碳向工件表面的滲入。

（2）工件滲碳淬火后，涂層幾乎不脫落，不會污染淬火冷卻介質。

（3）根據防滲碳試驗結果，對齒輪零件端面涂KR-AC03L防滲碳涂料進行滲碳保護后進行滲碳處理，結果該部位沒有滲碳層，硬度較低，用于齒輪零件的局部防滲碳，防滲效果較好。