[发明专利]压缩机用35CrMoV齿轮高承载能力的深层离子氮化工艺

说明书

本发明提供了一种压缩机用35CrMoV齿轮高承载能力的深层离子氮化工艺，包括预备热处理、工件的清洗、离子氮化的装炉、离子氮化处理、离子氮化的渗层检验等工艺过程。本发明提供的压缩机用35CrMoV高承载能力的深层离子氮化工艺，在提高心部硬度的基础上，试验成功了表面硬度、表面脆性、脉状氮化物等全部合格的，渗层深度达到了1.0mm的工艺方法，经该循环变温四段离子氮化工艺处理后的工件，离子氮化的渗层厚度大幅提高，渗层的硬度梯度更加平稳，齿轮的承载能力大幅提高，接触疲劳和弯曲强度大幅提高。

技术领域

本发明涉及齿轮热处理技术领域，特别涉及一种压缩机用35CrMoV齿轮高承载能力的深层离子氮化工艺。

背景技术

目前，透平离心压缩机用35CrMoV齿轮的传统离子氮化工艺是设计要求渗氮层厚度为0.35-0.70mm、表面硬度为HV5≥502，采用的工艺是520℃保温25-30小时，采用金相检验方法检验厚度。为了使一部分压缩机用渗碳淬火齿轮转为离子氮化处理代替，从而解决渗碳淬火工艺畸变量大的问题，我们试验开发了35CrMoV齿轮高承载能力的深层离子氮化工艺，创造了循环变温四段离子氮化工艺方法，采用金相法检验，渗层厚度可以达到1.0以上，而且是在表面硬度、表面脆性、脉状氮化物、表面疏松等渗层指标全部合格的前提下，渗层厚度大幅增加，硬度梯度更加平缓。经本发明专利离子氮化工艺处理后的齿轮，在接触疲劳强度大幅提高的同时，承载能力可以大幅提高，大幅提高离子氮化齿轮的应用范围，可以代替一部分目前采用渗碳淬火的压缩机齿轮的表面强化工艺。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够增加渗氮层的厚度和降低渗氮层硬度梯度的陡峭度的压缩机用35CrMoV齿轮高承载能力的深层离子氮化工艺，以提高该种齿轮离子氮化后的承载能力，扩大该齿轮的应用范围。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种压缩机用35CrMoV齿轮高承载能力的深层离子氮化工艺，包括以下步骤：

预备热处理：包括对工件进行正火、淬火、回火及稳定处理的工艺过程，预备热处理后工件的硬度为HB303-341；

工件的清洗：先对工件外观质量进行检查及处理，然后对工件进行油污清洗；

离子氮化的装炉：包括对不同工件的配炉、装炉时工件的摆放、以及设置辅助阴阳极辅助加热；

离子氮化处理：采用循环变温四段离子氮化工艺进行氮化处理，所述循环变温四段离子氮化工艺是第一段、第二段、第三段和第四段的离子氮化温度分别为510℃、520℃、510℃、520℃，第三段和第四段的工艺参数同第一段和第二段的工艺参数完全相同，即是第一段和第二段的循环，其中，第一段和第二段及第三段和第四段的离子氮化保温时间比均为2：5，总的离子氮化保温时间根据渗氮层厚度要求确定，当第四段离子氮化保温结束后，炉冷降温到200℃以下出炉空冷；

离子氮化的渗层检验：包括对渗层组织的检验和对渗氮层厚度的检验，所述渗层组织的检验包括对渗层厚度、表面硬度、表面脆性、脉状氮化物以及表面疏松度的检验，所述渗氮层厚度的检验采用硬度法检验或金相法检验。

进一步地，所述不同工件在配炉时要保证炉温的均匀性，表面积与重量的比值相近的工件在一起配炉；所述装炉时工件的摆放是根据各工件的硬度和厚度及炉温的均匀性摆放工件，合理利用离子氮化炉不同部位的温度差。

进一步地，在所述装炉时工件的摆放方法不能使炉温均匀时，通过增设辅助阴阳极，改进炉温的均匀性，达到各工件硬度和厚度要求的温度环境。

进一步地，所述离子氮化处理所用的设备为脉冲离子氮化炉。

进一步地，所述离子氮化的渗层检验按GBT11354-2005钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织检验标准进行。