[发明专利]一种提高风电齿轮气体渗碳效率的预氧化工艺

说明书

本发明涉及一种提高风电齿轮气体渗碳效率的预氧化工艺，包括以下步骤：将渗碳钢加工切割成齿型试样；将试样进行调质处理；将试样打磨处理后进行超声清洗、烘干；将试样放入程控箱式电炉中，进行预氧化处理；将试样放入气体渗碳多用炉中，先后进行渗碳、淬火、回火处理。本发明的有益效果是：在气体渗碳前进行预氧化处理，使试样表面生成一层氧化膜，试样表层润湿性增加，有利于活性碳原子的吸附，在渗碳过程中氧化膜优先被还原，使得试样表面存在大量的孔洞等缺陷，能够加快活性碳原子向基体内部的渗入，为碳原子的扩散提供一个快速通道，不仅能够显著提高气体渗碳效率，而且在达到相同渗碳层深的情况下大大缩短渗碳时间，节约能源。

技术领域

本发明涉及一种提高风电齿轮气体渗碳效率的预氧化工艺。

背景技术

风电齿轮是风力发电机组的关键部件，由于风力发电机组一般安置在荒郊、野外、山口、海边等风能较大且周围无遮挡物之处，自然环境恶劣，交通不便，修复十分困难，风电齿轮一旦出现故障，将严重影响到风场的经济效益，因此对齿轮的可靠性和工作寿命提出了很高的要求。

目前，在国内外齿轮的表面硬化技术中，渗碳处理因其技术的成熟性及随着温度控制、碳势控制等配套技术的发展，一直是风电齿轮强化的首选工艺，然而，采用常规气体渗碳存在着工艺周期长、能源消耗高、劳动强度大等问题，严重影响了生产效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：基于上述问题，本发明提供一种提高风电齿轮气体渗碳效率的预氧化工艺。

本发明解决其技术问题所采用的一个技术方案是：一种提高风电齿轮气体渗碳效率的预氧化工艺，包括以下步骤：

(1)将渗碳钢加工切割成试样。渗碳钢优选20CrMnMo钢，将试样加工成M12齿型试样。

(2)将试样进行调质处理，调质处理为先升温至840℃保温30min，然后将样品立即放入油中冷却，再升温至680℃保温30min，取出空冷至室温。

(3)将试样置于程控箱式电炉中，进行预氧化处理，设置炉温为350～500℃，保温时间为45～60min；

(4)将预氧化处理后的试样放入气体渗碳多用炉中，升温到800℃，保温2h，保持0.4％碳势进行渗碳，然后升温至920℃，保持碳势1.2％进行4h强渗碳，再降低碳势到0.68％进行4h扩散，随后炉冷至820℃，保温2h后再随炉降温；然后取出试样放入油中冷却，油温50℃；最后170℃保温5h，出炉空冷。

(5)取出试样，待冷却后采用HXD-1000TMC型显微硬度计测量其截面显微硬度，进而测量其渗碳层深。

本发明的有益效果是：

(1)克服了常规气体渗碳效率低，生产周期长的不足；

(2)通过预氧化的处理方法，首先试样表层浸润性增加，有利于活性碳原子的吸附，另外试样表面生成一层氧化膜，在渗碳过程中氧化膜会逐渐被还原，形成疏松多孔的扩散通道，在渗碳过程中为碳原子提供了更多的吸附中心和扩散通道，显著提高气体渗碳效率，提高渗碳层厚度；硬度梯度较好；

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是实施例1得到的截面显微硬度与常规工艺气体渗碳的截面显微硬度对比图；

图2是实施例2得到的截面显微硬度与常规工艺气体渗碳的截面显微硬度对比图；

图3是实施例3得到的截面显微硬度与常规工艺气体渗碳的截面显微硬度对比图；

其中，GC代表常规气体渗碳，PO1+GC代表实施例1，PO2+GC代表实施例2，PO3+GC代表实施例3。

具体实施方式