[发明专利]变速器齿圈氮碳共渗处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及化学热处理技术，具体涉及一种变速器齿圈的氮碳共渗热处理工艺，在一定温度、时间和介质条件下，使氮离子渗入齿圈表层形成表面HRC≥58的高硬度表层。

背景技术

变速器齿圈的传统工艺是采用表面高频感应淬火处理和表面渗碳，从而在齿圈齿表面形成高硬度表层。表面高频感应淬火处理和表面渗碳热处理工艺需要在中高温中完成，由于热处理过程中温度较高，齿圈容易变形，齿圈表面易脆，碳化层存在脆性ξ相，碳化层与基体容易脱落，容易被氧化产生锈蚀，齿圈使用时间短。

发明内容

本发明针对上述技术问题进行改进，提供一种变速器齿圈氮碳共渗热处理工艺，能减小齿圈的变形，提高齿圈的表面硬度，增强齿圈的耐磨性和抗蚀性，提高齿圈的抗疲劳强度和红硬性。

为此，本发明提供的一种变速器齿圈氮碳共渗热处理工艺，包括以下工艺步骤：

（A）前清洗：将清水或清水与清洗剂的混合液加入清洗机清洗槽内，对清洗槽内的清水或混合液进行加热，待清水或混合液加热到一定温度后，将齿圈送入清洗机内清洗，待齿圈表面的污垢和杂物清洗干净后，用热风机将齿圈吹干；

（B）预氧化处理：先对预氧化炉进行预热，再将吹干后的齿圈送入预氧化炉，继续对齿圈进行加热，待加热到一定温度后，确定时间开始保温，保温一定时间后，齿圈预氧化处理完成；

（C）氮碳共渗热处理：用氮气对氮碳共渗炉的前室和后室进行气体置换，在置换气体时，后室同时开始升温至560℃～570℃，将齿圈送入氮碳共渗炉的后室中，分别通入NH₃、N₂和CO₂，完成氮碳共渗处理后，再次用氮气对氮碳共渗炉的前室进行气体置换，再将齿圈从后室转入前室，然后齿圈下沉到前室的冷却油池进行冷却，再将齿圈从冷却油池中提起进行沥油，油沥干后出炉；

（D）后清洗：将清水及清水和清洗剂的混合液加入清洗机清洗槽内，对清清洗槽内的清水或混合液进行加热，待清水或混合液加热到一定温度后，将已氮碳共渗处理的齿圈送入清洗机内清洗，待齿圈表面的油污清洗处理完成后，用热风机将齿圈吹干。

优选为，所述步骤（A）和步骤（D）中的清洗剂为好富顿清洗剂，步骤（C）中的冷却油为好富顿冷却油。

本发明的有益效果：氮碳共渗的处理温度比高频淬火处理及表面渗氮的温度低，只需在560℃-570℃的温度下完成；氮碳共渗处理后在氮气保护下采取油冷的方式缩短了加工周期、节省了能源，同时减小了氮原子的析出；氮碳共渗后立即油冷能增强齿圈的耐磨性和抗蚀性，提高齿圈的抗疲劳强度和红硬性；同时，氮碳共渗处理相对温度较低，齿圈不容易变形，从而减小了轿车在高速行驶过程中的噪音，提高了顾客舒适感。

附图说明

图1是氮碳共渗热处理后的变速器齿圈的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

一种变速器齿圈氮碳共渗热处理工艺，包括以下工艺步骤：

（A）前清洗：将清水或清水与清洗剂的混合液加入清洗机清洗槽内，对清洗槽内的清水或混合液进行加热，待清水或混合液加热到一定温度后，将齿圈送入清洗机内清洗，待齿圈表面的污垢和杂物清洗干净后，用热风机将齿圈吹干；对清水或混合液加热，能显著提高齿圈的清洁度。

（B）预氧化处理：先对预氧化炉进行预热，再将吹干后的齿圈送入预氧化炉，继续对齿圈进行加热，待加热到一定温度后，确定时间开始保温，保温一定时间后，齿圈预氧化处理完成；预热、加热和保温相结合的预氧化处理方式，作为氮碳共渗处理前的工艺，以提高氮碳共渗效果。

（C）氮碳共渗热处理：氮碳共渗炉分为前室和后室，前室内设置有冷却油池，后室内可通入NH₃、N₂和CO₂。首先，用氮气对氮碳共渗炉的前室和后室进行气体置换，在置换气体时，后室同时开始升温至560℃～570℃，将齿圈送入氮碳共渗炉的后室中，分别通入NH₃、N₂和CO₂，完成氮碳共渗处理后，再次用氮气对氮碳共渗炉的前室进行气体置换，再将齿圈从后室转入前室，然后齿圈下沉到前室的冷却油池进行冷却，再将齿圈从冷却油池中提起进行沥油，油沥干后出炉；

（D）后清洗：将清水及清水和清洗剂的混合液加入清洗机清洗槽内，对清清洗槽内的清水或混合液进行加热，待清水或混合液加热到一定温度后，将已氮碳共渗处理的齿圈送入清洗机内清洗，待齿圈表面的油污清洗处理完成后，用热风机将齿圈吹干。