粉末冶金齒輪加工有很多方法，但這個(gè)你不一定聽說過！

　　進(jìn)行粉末冶金齒輪加工時(shí)，傳統(tǒng)工藝是將工件置于氣氛爐中，在滲碳?xì)夥障录訜幔�以獲得更高的硬度和耐磨度。但這種方法往往會(huì)造成粉末冶金齒輪頂端小區(qū)域由于加熱迅速，會(huì)比齒根處更早地達(dá)到奧氏體化溫度，從而更快地吸碳，最終導(dǎo)致整個(gè)粉末冶金齒輪滲碳分布不均勻、硬度不統(tǒng)一而發(fā)生變形的結(jié)果。

　　低壓滲碳技術(shù)的工作原理

　　在低壓滲碳工藝流程中，先將零件在真空環(huán)境下加熱到奧氏體化溫度，再注入滲碳?xì)怏w，這樣可以使粉末冶金齒輪的整個(gè)表面碳滲層均勻分布，深度也更加容易控制。多次交替進(jìn)行的滲碳和脈沖滲碳，能夠在深滲層達(dá)到更高的碳濃度。由于加熱是在真空環(huán)境中完成的，不與水和空氣進(jìn)行接觸，所以也不會(huì)發(fā)生氣氛爐中常見的晶間氧化現(xiàn)象，提高了粉末冶金齒輪的彎曲疲勞度。

　　采用低壓真空滲碳工藝生產(chǎn)出來的粉末冶金齒輪具有無內(nèi)氧化、表面質(zhì)量好、變形小、工藝穩(wěn)定、使用壽命長(zhǎng)、成本低、耗電少、無污染等特點(diǎn)，自動(dòng)化程度也比傳統(tǒng)工藝要高。因此，這一技術(shù)被廣泛地應(yīng)用在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、航空發(fā)動(dòng)機(jī)等零件的熱處理中。

　　在傳統(tǒng)氣氛爐滲碳工藝中，由于齒頂部分吸碳更多、滲層更深，可能會(huì)發(fā)生過度的膨脹，破壞整個(gè)零件的形狀精度。因此，這種工藝生產(chǎn)出來的粉末冶金齒輪必須經(jīng)過后期大量的磨削加工作業(yè)，以對(duì)變形進(jìn)行補(bǔ)償。而采用低壓滲碳工藝，因?yàn)闈B碳均勻，不會(huì)出現(xiàn)過度膨脹，后期磨削加工的工作量也得到了相應(yīng)的減少，整體加工效率得以提升。據(jù)統(tǒng)計(jì)，采用氣氛爐滲碳法，16小時(shí)可以加工零件10個(gè)，每個(gè)零件耗時(shí)1.6小時(shí)；而采用低壓滲碳法，加工10個(gè)零件僅需要2.5個(gè)小時(shí)，平均每個(gè)零件0.25小時(shí)，工作效率是前者的6倍以上。

　　淬火方式帶來的影響

　　淬火是加熱工件使之達(dá)到奧氏體溫度的手段，也是滲碳的前提條件。傳統(tǒng)的氣氛爐滲碳工藝和真空低壓滲碳工藝都采用油淬法。加熱時(shí)由于與液體介質(zhì)發(fā)生接觸，會(huì)使零件表面處的液體介質(zhì)由于受熱而氣化形成氣膜，這種氣膜會(huì)將零件與介質(zhì)隔絕開來，導(dǎo)致淬火速度降低。油淬法的好處就在于用油的攪拌，去除氣膜，提高淬火的效率。

　　但是，氣氛爐滲碳工藝和真空低壓滲碳工藝使用油淬法的效果不盡相同，前者會(huì)在某些死角處，如粉末冶金齒輪的齒根除等，留下難以去除的氣膜。整個(gè)零件由于淬火程度不均勻會(huì)產(chǎn)生不同的壓應(yīng)力，更易造成零件的變形。而后者雖然也采用油淬法，但在真空環(huán)境下進(jìn)行的油淬過程可以有效去除所有氣膜，而不會(huì)留下任何死角。這樣可以更好地保持零件的幾何精度。

　　除了油淬法之外，真空滲碳工藝還經(jīng)常采用氣淬法完成淬火。氣淬法是以氣體作為淬火介質(zhì)，它最大的優(yōu)勢(shì)在于能夠根據(jù)工件形狀和材料的特殊要求調(diào)整淬火的過程，并且氣淬法的熱傳導(dǎo)系數(shù)可以通過提高氣體流速和壓力等手段來調(diào)節(jié)，使其達(dá)到或接近油或水基介質(zhì)的水平。

　　兩種方法相比較，油淬法缺乏靈活性，其某一種淬火油帶來的冷卻速度對(duì)不同型號(hào)、不同規(guī)格的零件不一定全都適用。而氣淬法由于淬火壓力可以調(diào)整，淬火氣體以及其流速可以選擇，冷卻速度可以控制。采用氣淬法為零件淬火，可以顯著減小變形，并使齒根處的有效硬化層厚度更大，幾乎相當(dāng)于齒頂節(jié)圓處的有效硬化層。而且，這種淬火方式比較環(huán)保，加工的粉末冶金齒輪在出爐時(shí)就非常清潔。

　　真空熱處理裝置分類

　　真空熱處理爐按照作業(yè)性質(zhì)可以分為周期式、半連續(xù)式和連續(xù)式三種類型。按照爐型結(jié)構(gòu)可以分為單室爐、雙室爐、三室爐和多室爐幾種類型。

　　單室低壓真空滲碳爐對(duì)零件進(jìn)行加熱滲碳和高壓氣淬兩道工序都在同一室內(nèi)進(jìn)行，冷速及生產(chǎn)效率相對(duì)較低。雙室低壓真空滲碳爐是由一個(gè)加熱滲碳室和一個(gè)氣淬室組成的。零件在兩個(gè)室內(nèi)分別進(jìn)行加熱和冷卻，可以顯著提高冷速和生產(chǎn)效率。三室低壓真空滲碳爐除了加熱室以外，還配備了油冷室和氣淬室，分別進(jìn)行油淬法和氣淬法操作。而多室低壓滲碳高壓氣淬爐則是由若干個(gè)滲碳室、擴(kuò)散室、氣淬室、油淬室等組成的。

　　與周期式真空滲碳爐相比，半連續(xù)式和連續(xù)式真空滲碳爐的生產(chǎn)效率更高，分別比前者高25%和40%左右。由這兩種設(shè)備構(gòu)成的半連續(xù)式和連續(xù)式低壓滲碳高壓氣淬自動(dòng)生產(chǎn)線將成為今后高品質(zhì)粉末冶金齒輪等零件滲碳熱處理設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)之一。