齿轮的高压气体淬火技术

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高压气体淬火及其优点

工件在奥氏体化温度加热后施加1~2MPa高压气体淬火可达到静止油或高速循环油甚至水的淬火效果，工件的气体淬火有别于液态介质淬冷机理，在气体中冷却比在液体中冷却均匀，可实现自表面向内层的均匀冷却，故气体淬火畸变很小，可实现少无磨削。高压气体淬火采用中性气体N2、还原性气体H2和惰性气体Ar、He等，这些气体排放到大气中，无污染，避免了油淬产生的烟气污染，且可免去碱液清洗工序和含油液体的排放。处理后的零件表面清洁度高，无须后序清洗和清理抛丸工序，无SO2、CO排放问题，因此属于清洁热处理技术。

齿轮的高压气体淬火技术

高压气淬时高压气流可以通过计算机控制气体的压力、流量，改变气体的冷却特性，与钢的过冷奥氏体转变相图相结合，实现最理想的淬火冷却，获得理想的金相组织、有效硬化层深度及热处理畸变。

高压气淬密封箱式炉和高压气淬推杆式可控气氛连续渗碳生产线与技术

目前，已经成功将高压气淬技术用于密封箱式炉和推杆式可控气氛连续渗碳生产线，以提高生产效率，进一步降低齿轮热处理成本。

（1）高压气淬密封箱式炉与技术

高压气淬密封箱式炉后室为密封箱式炉结构，前室进行高压气淬。齿轮在前室进行无氧化光亮淬火。在后室保护气氛中（可采用甲醇或氮气）实现无氧化加热或在渗碳气氛中渗碳；前室中部为工件气淬室，下部为近气管道，上部为冷却回风热交换器。前室外侧安装变频调速大功率风机，通过N2或He的快速循环使工件冷却淬火，淬火冷却速度可通过调节风机控制。经高压气淬后的工件无氧化、表面呈银灰色、畸变小，避免了油淬后所需的清洁等工序，节省了机械加工费用和淬火油的消耗。

（2）高压气淬推杆式可控气氛连续渗碳生产线与技术

爱协林公司开发的将高压气淬系统应用于推杆式可控气氛连续渗碳生产线，该生产线已于2003年投入生产应用，用于传动轴的渗碳淬火。不仅提高了产品热处理质量（如减少淬火畸变等），而且降低了生产成本约20%，避免了环境污染。

高压气淬系统应用于推杆式可控气氛连续渗碳生产线。该生产线主要由装卸料台、前清洗室、预处理炉、加热炉、渗碳炉、扩散炉、高压气体淬火室、回火炉、冷却台、控制系统等组成，生产线上高压气淬和加热炉之间采用了两道密封（热密封和真空密封），在气体渗碳室与供气淬压力室之间有一带滚动转移系统中间室，可以以10s以下的速度平稳地转移到气淬室，中间室的入口制作的很小，以使炉子内的氧气和气淬室的氮气相互干扰减小到最低程度。

其工艺流程为：400℃预热→925℃渗碳→860℃扩散→2MPa氮气高压气淬→170~190℃回火。

节能降耗效果。该生产线综合了连续式可控气氛渗碳生产线和高压气淬优势，具体如下：生产能力大；以高压氮气淬火代替传统油淬火，省去了淬火油和清洗剂的消耗，避免了油淬时产生的油气污染，实现了清洁生产，省去了后清洗，生产成本降低约20%；较小了工件淬火畸变，降低了后续磨削费用。

摘自《金属加工（热加工）》