JB-T 9172-1999 齿轮渗氮、氮碳共渗工艺及其质量控制.pdf.pdf
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1、ICS 21.200 J 17 JB/T 91721999 齿轮渗氮、氮碳共渗 工艺及质量控制 Gear nitriding and nitrocarburizing process and its quality control 1999- 06- 24 发布2000- 01- 01 实施 国 家 机 械 工 业 局 发 布 前 言 本标准是对 ZB J17 00188齿轮渗氮、氮碳共渗工艺及质量控制的修订。 本标准自实施之日起代替 ZB J17 00188。 本标准的附录 A 是提示的附录。 本标准由全国齿轮标准化技术委员会提出并归口。 本标准负责起草单位:郑州机械研究所。 本标准主要起草
2、人:李耀珍、陈秀玉、杨星原。 JB/T 9172 1999 1 1 范围 本标准规定了齿轮渗氮(气体、离子)及氮碳共渗(气体、离子、液体)的有关术语、材料选择、 处理设备、工艺及质量控制。 本标准适用于合金结构钢和球墨铸铁制齿轮的渗氮、氮碳共渗以及 45 碳素结构钢氮碳共渗。 2 引用标准 下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时,所示版本 均为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB/T 6991988优质碳素结构钢 技术条件 GB/T 18181994金属表面洛氏硬度试验方法 GB/T 13481988球墨铸铁件
3、 GB/T 30771988合金结构钢 技术条件 GB/T 34801997渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法 GB/T 43401984金属维氏硬度试验方法 GB/T 50301985金属小负荷维氏硬度试验方法 GB/T 94511988钢件薄表面总硬化层深度或有效硬化层深度测定 GB/T 113541989钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织检验 GB/T 132991991钢的显微组织评定法 YB/T 51481993金属平均晶粒度测定方法 JJG 741992自动平衡式显示仪表检定规程 3 术语 本标准采用下列术语。 3. 1 齿面硬度 成品齿轮轮齿工作高度中间部位的齿面硬度。 3. 2 渗层
4、深度 齿轮或试样经渗氮、氮碳共渗后,从硬化层表面垂直测至规定的硬度或显微组织处的距离。 3. 3 界限硬度值 为确定渗氮、氮碳共渗后齿轮的有效硬化层深度而规定的最低硬度值。 国家机械工业局 1999- 06- 24 批准 中 华 人 民 共 和 国 机 械 行 业 标 准 齿轮渗氮、氮碳共渗 工艺及质量控制 Gear nitriding and nitrocarburizing process and its quality control JB/T 91721999 代替 ZB J17 00188 2000- 01- 01 实施 JB/T 91721999 2 界限硬度值=(实际中心硬度+5
5、0) ,HV。 3. 4 有效硬化层深度 a)齿轮渗氮、氮碳共渗后,于齿宽中部轮齿法截面上,在齿高中部沿垂直于齿面方向,自表面 测至界限硬度值处的深度。 b)试样渗氮、氮碳共渗后,于垂直渗氮表面的横截面上,自表面测至界限硬度值处的深度。 4 齿轮材料选择 4. 1 冶金质量 4. 1. 1 化学成分、低倍和高倍组织、非金属夹杂物,应符合 GB/T 3077、GB/T 699 的规定。 4. 1. 2 晶粒度应采用本质细晶粒钢,按 YB/T 5148 评定;当设计疲劳极限值位于 GB/T 3480 疲劳极 限区域图的上限时,晶粒度级别必须 7 级以上。 4. 1. 3 对有特殊要求的齿轮,按用户
6、与制造厂双方协议执行。 4. 2 锻坯质量与力学性能 4. 2. 1 锻造比:对承载能力高的齿轮,用钢锭锻成齿坯,锻造比应大于或等于 5;用轧材锻成齿坯, 锻造比大于或等于 1.5,带状组织等于或小于 2 级(GB/T 13299) 。对形成白点敏感的材料及大截面的 齿轮进行扩散处理,其它齿轮及齿轮轴按各行业规定执行。 4. 2. 2 齿坯流线应在齿坯纵剖面上沿外廓形状分布。 4. 2. 3 力学性能指标不得低于 GB/T 3077、GB/T 699、GB/T 1348 的规定值。 4. 2. 4 齿坯不得过热、过烧,其晶粒度级别不得低于原材料晶粒度级别。 4. 3 渗氮、氮碳共渗齿轮材料 作
7、为渗氮齿轮用钢应含有 Cr、V、Mo、Al 等在渗氮温度下能形成稳定氮化物的元素,推荐材料 如下: a)渗氮材料:40Cr、35CrMo、42CrMo、25Cr2MoV、18Cr2Ni4WA、38CrMoAlA 及相近成分的 钢材,珠光体球墨铸铁。 b)氮碳共渗材料:45、40Cr、35CrMo、42CrMo、25Cr2MoV 等。 注:当齿轮设计的接触疲劳极限与弯曲疲劳极限位于 GB/T 3480 疲劳极限区域图的不同位置时,参见附录 A(提 示的附录)选择材料。 5 设备要求 5. 1 气体渗氮、氮碳共渗设备 a)齿轮在有效加热区内加热时,其设备应能保证处理温度控制在预定温度10 之内;
8、b)渗氮、氮碳共渗炉氨的分解率应能根据工艺要求作适当的调整; c)渗氮、氮碳共渗炉应能根据工艺要求良好密封;气体应均匀接触齿轮表面,最好有流通装置; d)测试仪表的精度为 0.5 级(JJG 74) ; e)氮碳共渗设备应具有充分燃烧、排出废气的装置,环境中 CN 含量应控制在 0.3 mg/m3以下; f)渗氮罐应定期进行退氮处理。 5. 2 离子渗氮、氮碳共渗设备 a)设备应设置电压、电流、温度、真空度和气体流量的测量指示仪表,温度应能自动控制和记录; JB/T 91721999 3 b)极限真空度应不低于 6.7 Pa(5102Torr) ,压升率不大于 1.3101Pa/min(110
9、3Torr/min) ; c)设备应具有可靠的灭弧装置。 5. 3 液体氮碳共渗设备 a)应有良好的吸风防护罩等安全防护装置; b)应有中和消除有毒废液处理装置,排放须符合环境保护条例。 6 工艺控制 6. 1 渗剂 6. 1. 1 常用种类 a)渗氮:氨、热分解氨、氮氢混合气、氨加氧; b)氮碳共渗:氨加甲醇、氨加二氧化碳、氨加吸热性气氛、微毒盐类等。 6. 1. 2 要求 渗剂不得对齿轮产生有害影响,应符合标准渗剂技术条件。 6. 2 齿轮渗氮、氮碳共渗预处理要求 6. 2. 1 基体处理 6. 2. 1. 1 合金结构钢采用调质。调质回火温度一般比渗氮温度高 20 以上,调质加工表面不允
10、许有 脱碳,调质硬度应符合技术条件。 6. 2. 1. 2 碳素钢氮碳共渗齿轮在冲击性能要求不高时可采用正火处理,正火后硬度应符合技术条件要求。 6. 2. 2 去应力退火 对变形要求小的齿轮,在渗氮前应进行一次或数次去应力退火,其最高温度应低于调质回火温度, 高于渗氮、氮碳共渗温度。 6. 2. 3 表面清理 齿轮渗氮、氮碳共渗前必须除去锐边、清洗干净,不得有油污、氧化皮等其它有害的杂物。 6. 2. 4 局部防渗 对不需渗氮、氮碳共渗部位,用镀层、防渗涂料或机械屏蔽法防渗。 6. 2. 5 待处理齿轮表面粗糙度 Ra应小于 3.2 m。 6. 2. 6 夹具 6. 2. 6. 1 气体渗氮
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