1、我公司齒輪氣體滲碳熱處理工藝及其質量控制主要內容與使用范圍本標準結合中國齒輪標準化技術委員會、機械工業部鄭州機械研究所起草的齒 輪氣體滲碳熱處理工藝及其質量控制，根據我公司齒輪材料及性能所編寫的基本符 合產品要求的一般規定。本標準適用于鋼制齒輪的氣體滲碳、淬火和回火處理。一、標準篇1、GB1818金屬表面洛氏硬度試驗方法2、GB1979結構鋼低倍組織缺陷評級圖3、GB3077合金結構鋼技術條件4、GB5216保證淬透性結構鋼技術條件5、GB6394金屬平均晶粒度測定方法6、GB8539齒輪材料及熱處理質量檢驗的一般規定7、GB9450鋼件滲碳淬火有效硬化層深度的測定與校核& GB9452熱處理

2、爐有效加熱區測定方法9、GB10561鋼中非金屬夾雜物顯微組織評定法10、GB/T230金屬洛氏硬度試驗方法11、GB/T13299鋼的顯微組織評定法12、GB/T225-88鋼的末端淬透性試驗方法13、ZB G51 108鋼件在吸熱式氣氛中的熱處理14、ZB J36 012鋼件在吸熱式氣氛中的熱處理15、ZB T04 001汽車滲碳齒輪金相檢驗二、材料篇1、適合我公司齒輪產品的材料（見表一）（遵循我國齒輪行業車輛齒輪鋼采購標準 CGMA004 2004鋼號淬透能力）表牌 號化學成分CSiMnCrNiMoSPTi保證齒輪 心部34 40HRC 淬 透能力SAE8822H0.19 0.150.7

3、 0 0.35 0.35 0.30 0.020J8.00.250.351.050.650.750.400.0350.0350.050SAE8620H0.18 0.230.200.7 0 0.900.4 0 0.600.4 0 0.700.15 0.250.020.030J5.50.350.0420CrM nTiH0.17 0.170.8 0 1.0 0 0.040J6.00.230.371.101.300.0300.0350.0350.1020CrMoH0.17 0.170.40 0.8 0 0.15 J6.00.240.370.701.100.250.0300.03022CrMoH0.19

4、0.170.55 0.85 0.35 J15.00.250.370.901.250.450.0300.03020CrNi2MoH0.18 0.5 0 0.65 1.5 0 0.28 0.035J6.00.230.120.700.851.900.3800.03520CrM nMo0.17 0.170.9 0 1.10 0.20 J6.00.230.371.201.400.0300.300.0300.0302、齒輪材料的冶金質量1）化學成分合金結構鋼化學成分應符合 GB/T3077-88合金結構鋼技術條件中的有關規定，保證淬透 性結構鋼化學成分應符合 GB/5216-85保證淬透性結構鋼條件中的有

5、關規定。檢驗標準執行GB2232）純凈度Fuwa 廣東富華重工制造有限公司Guangdong FuWa Heavy Industries Co., Ltd.鋼材氧含量w 20.0 x 10-6,含氫量為w 5.0 x 10-6，含硫量v 0.015%,當有特殊要求時，按雙方 協議規定。3）低倍組織一般疏松w 2級，中心疏松w 2級，偏析w 2.5級。檢驗標準執行GBI979-80結構鋼低倍組 織缺陷評級圖。4）非金屬夾雜物非金屬夾雜物按 GB/T10561-89中區級標準檢驗，Aw 2，Bw 2, Cw 1，Dw 1。氧化物3級， 硫化物3級，氧化物+硫化物5.5級。檢驗標準執行GB/T105

6、61-89鋼中非金屬夾雜物顯微評定 方法。5）帶狀組織鋼中帶狀組織w 3級。檢驗標準執行 GB/T13299-91鋼的顯微組織評定方法。6）晶粒度經930rx 3h滲碳后空冷，奧氏體晶粒度5級。檢驗標準執行GB6394-86金屬平均晶粒 度測定法。7）末端淬透性根據齒輪具體使用要求，按淬透性帶訂貨，同爐鋼中最大離散值為4HRC檢驗標準執行GB/T225-88鋼的末端淬透性試驗方法。三、鍛件質量控制篇1、原材料的控制1）鍛件用原材料（含鋼錠）應有質量保證書，并符合工藝文件規定的材料牌號、尺寸規格和性能 要求。2）原材料或坯料進廠后需經材料檢驗部門復檢，鍛造用的鍛材及鍛坯，都必須有復檢合格單。復

7、檢合格的原材料應有復檢印記，不合格料應作出明顯的標記。3）合格料、待檢料、不合格料應有明顯的標記，且應分區存放，嚴禁混料。4）合格料的入庫、出庫必須有嚴格的管理制度。2、鍛件的檢驗1）工序檢驗 每批鍛件必須進行“首檢三件”制度，檢驗合格后方可正式投產。生產中嚴格執行自檢、互檢和 專檢。 工序檢驗員應對生產現場進行巡回檢查，對鍛件加熱爐溫度的控制、鍛造操作情況進行監控，并定期抽檢鍛件的外行尺寸和表面質量。 鍛件或坯料經檢驗合格后，檢驗員應在工序卡或記錄卡上簽字后方可轉入下道工序。2）鍛件終檢 模鍛件終檢應按鍛件圖及 GB12361、GB12362及合同等有關規定進行。 自由鍛鍛件終檢應按鍛件圖及

8、 JB4249、JB4385、ZB J32 003.1003.8、ZB J32 001或合同等有關規定進行。 在規定的鍛件部位上打檢驗印記（掛標簽）或其他標記均可。 鍛造時應使坯料整個截面得到均勻變形，鍛造比按GB8539規定。若采用圭寸閉鍛造，其流線應基本呈徑向分布。 鍛坯不應有裂紋、折疊、過熱及其他內部缺陷，也不能有最后加工無法除區的表面缺陷。3）合格、不合格證 合格證應有檢驗部門按有關技術標準或合同要求填寫和簽發鍛件合格證。 不合格品，經檢驗部門檢驗，確認為不合格的鍛件，應隔離存放， 并交質保體系的不合格品處理 機構進行處理。四、熱處理設備篇1、滲碳設備1）滲碳可采用連續式氣體滲碳、密封

9、箱式爐、井式氣體滲碳爐等。2）連續式氣體滲碳爐及密封箱式爐應能有加熱、保溫、冷卻等各個階段所設定的溫度下保持所需 時間。3）連續式氣體滲碳爐、密封箱式爐及井式氣體滲碳爐的有效加熱區內的溫度應控制在預定值的土 10C以內，有效加熱區按 GB9452的規定測試。4）滲碳加熱設備應結構合理，設有使爐內氣氛均勻流動的裝置， 滲碳加熱室應具有良好的密封性， 滲碳的原料供給系統應安全可靠。2、淬火冷卻設備及冷卻介質1）淬火冷卻設備應具有可以控制的加熱、冷卻循環系統及攪拌裝置。2）淬火冷卻設備應裝有防火排煙裝置。3）淬火冷卻介質應具有齒輪淬火所要求的冷卻能力，且不易老化，其技術要求應符合有關標準。在生產現場

10、應有定期分析和調整的管理制度，以確保淬火質量。3、清洗設備清洗設備應具有浸泡、噴淋、油水分離等功能。清洗液可用堿水，其溫度為6080C。也可用清洗劑。4、回火設備1） 回火可采用連續式或周期式爐，其爐內有效加熱區的溫度應控制在預定值的土10C以內。2）回火設備應配有排油煙裝置。5、溫度的測定及控制設備1）滲碳淬火加熱爐、回火爐應配有溫度測控、自動記錄及報警裝置，淬火冷卻設備應配有溫度測 控裝置。2）測溫儀表及熱電偶應定期校檢，并應符合 GB9452的規定。6、爐內氣氛的測定及控制設備爐內氣氛可采用CO2紅外儀、氧探頭、電阻絲、露點儀、定碳片通訊取氣分析等方法進行測定 與控制。相關設備按各自使用

11、說明書操作。碳勢控制精度應在土0.05%范圍內。五、熱處理工藝技術篇1、滲碳前的預處理1）等溫正火 能有效控制冷卻時的相變，使相變在等溫溫度下進行，能夠獲得均勻一致、滿足要求的顯微組織 及硬度，其測試部位可參照JB/T6077，硬度應均勻，硬度差值w 25HBS，同一批硬度差w 40HB S。 粗大的奧氏體晶粒形成的平衡組織（鐵素體加珠光體），在后序滲碳加熱時可以重新獲得細小均勻 的奧氏體晶粒。 預處理采用等溫正火處理的零件，能夠可靠地獲得良好切削加工性能和穩定的淬火變形規律。2）去應力處理對要求高的齒輪以及模數大于14的齒輪，齒形粗加工后應進行去應力退火處理或在 60068 0 c進行高溫回

12、火。3 ）滲碳處理前的準備工作 探傷：按GB8539或行業標準，進行超聲波或磁粉探傷檢驗 表面清理：待滲碳的齒輪及料盤均應進行清理或置于450550 C爐內氣化脫脂，除去表面油污、鐵屑及其他有害雜物。 防滲措施：按ZBG51 108規定對齒輪不需滲碳的部位，可以采用防滲涂料涂敷表面。也可采用鍍 銅或預留加工余量等防滲措施。4）隨爐試樣隨爐試樣材料應與被處理齒輪材料相同，其形狀尺寸應能代表齒輪實際處理情況，根據需要可采用如下任一形式 仿形試樣或齒形試樣，應至少有 3個輪齒。齒根以下截面厚度等于齒根圓齒厚的二分之一，或 根據齒輪模數選取，一般大于10mm齒寬為齒根圓齒厚的23倍。（見附錄二） 滲碳

13、層檢驗試樣表表二齒輪模數圓棒試樣尺寸（直徑DX長度L）v 616X 3561825X 50 18直徑等于1/2齒高處的齒厚，長度二（23）X直徑心部硬度與心部組織檢驗試樣（見表三）表二齒輪模數圓棒試樣尺寸（直徑DX長度L）v 632 X 7661056 X 13010 1876 X 180 1890 X 2055）隨爐鋼鉑定碳 將一定長度3060mm白片用細砂把銹漬打磨干凈，并用丙酮或酒精清洗干凈、晾干，然后用天平測出滲碳前的重量并作記錄。 將取樣桿抽出，將鉑片用鑷子置于取樣桿端部螺旋絲中， 將其 插入取樣孔球閥外段，擰上后端螺冒，然后打開球閥將桿送入爐內，再將球閥關上少許，在爐內保持2030

14、分鐘，滲碳結束后將取樣桿抽出，為避免試樣氧化應分兩次進行，a、向外抽動300mm冷卻5分鐘后打開球閥將端部抽到球閥外段，并關閉球閥。b、待冷卻5分鐘后，才打開后端螺冒將鉑片取出。用酒精或丙酮清洗干凈后，按JB/T10312-2001規定的方法，依公式計算碳勢：（滲后質量-滲前質量）寧滲后質量X%+鋼鉑原始含碳量=爐內碳勢稱量一般用電子天平，保留到小數點后 5位，并反復稱量幾次，以保證數據準確。 隨爐試樣的數量根據設備類型及裝爐情況確定，試樣應放置在能代表齒輪熱處理質量的部位， 周期式滲碳爐的中檢試樣，可按愛協林公司標準執行。6）滲碳原料的選用根據熱處理設備的類型、滲碳原料的特性及供應狀況選擇

15、公司用可控氣氛滲碳，吸熱氣氛原料氣為天然氣和液化石油氣，其成分應符合ZB J36 012規定。 滲碳原料應成分穩定、有害雜質含量低，含硫量應在0.02 %以下，檢驗符合要求后使用。 對于新購置的及較長時間未作滲碳使用的設備以及新夾具應進行預滲處理。2、工藝控制1）滲碳工藝規范應嚴格按照愛協林公司推桿式雙排連續滲碳爐的工藝規范進行生產，現場的工藝制作和控制,由專人負責調試，未經允許不得隨意修改任何技術參數。2）淬火工藝規范我司使用的愛協林設備淬火采用壓淬和直淬兩種工藝。壓淬保溫室和直接淬火分開各走各的道，互不干涉，可實現34中不同規格（同一滲碳深度）的盆齒在 34個壓床上進行淬火。直 淬可執行隔

16、盤角齒的直接淬火或其它型號盤齒的直接淬火，方便、更具有靈活性。3）噴沙或噴丸熱處理后齒輪按要求進行噴沙清理或噴丸強化3、質量控制與檢驗方法1）隨爐試樣檢驗 表面硬度：根據有效硬化層深度選用洛式、表面洛式等硬度計，選擇方法見表四并按GB/T230或GB1818的規定檢測。表四有效硬化層深度（mrh硬度計量類型硬度范圍0.3 0.5HR30N75 800.5 0.8HR45N63 69 0.8HRC58 64 當圖樣要求測表層硬度時，用維氏硬度計在試樣截面上距表面0.050.10mm處測定，測定方法按GB4340對滲碳淬火后需要磨齒的齒輪，表面硬度的測定部位應為從試樣表面至輪齒單側加工余量深度之處

17、。表面硬度的均勻性要求見 GB85392） 心部硬度 心部硬度的一般要求3045HRC可由設計者根據齒輪使用條件規定。 齒形試樣心部硬度的測定位置參見 GB8539 當用圓棒試樣時，在試棒長度中部截取 10mn厚的試樣，在試樣橫截面中心處測定。試樣尺寸與 模數關系應符合表3。3）有效硬化層深度 對于滲碳淬火后需加工的齒輪，滲碳的工藝層深應為圖樣上標注的滲碳深度加上輪齒單側的加工 余量。有效硬化層深度的測定應以硬度法為準，測定部位按GB8539規定，測定方法按GB9450 GB4340也可按各行業規定或生產廠與用戶的協議。 用金相法、斷口法檢測滲層深度時，應預先找出與硬度法測定有效硬化層深度的關

18、系，以保證成 品齒輪滿足圖樣技術要求。 滲碳齒輪有效硬化層深度推薦值見附錄一 當圖樣要求測定齒根有效硬化層深度時，應在齒形試樣的法截面上向內測定，并以其測定結果為準。4）表層含碳量 表層含碳量為表面至0.10深度范圍的平均含碳量。 如無特殊要求，表層含碳量一般控制在0.81.05 %范圍內，原則上不低于相應鋼材的共析含碳量。 表層含碳量可用試樣剝層進行化學分析，也可用金相法判別或用直讀光譜儀分析。 應用各種碳控技術對滲碳過程進行控制時，應預先找出各種鋼材滲碳時，其表層含碳量與氣氛碳 勢的關系。 當新產品試制或工藝調試時，應檢驗表層含碳量。在批量生產中，若滲碳過程無任何氣氛控制措 施時，應定期檢

19、測表層含碳量。5）表層組織 殘余奧氏體 按各行業金相檢驗級別圖評定。一般齒輪應控制在30%以下，高精度齒輪應控制在20%以下，對于留有加工余量的齒輪，評定部位按內控標準規定。 馬氏體 按各行業金相檢驗級別圖評定。對于齒形試樣應以分度圓附近的嚴重視場作為評判依據。 碳化物 按各行業金相檢驗級別圖評定。當采用ZB T04 001碳化物評級圖時，若試樣在400倍下無明顯碳化物，但試樣表面硬度及含碳量合格，表層組織不為亞共析狀態時，可評定為1級。 表層脫碳 試樣經4 %硝酸酒精溶液輕腐蝕后，置于顯微鏡下放大400倍觀察，對于齒形試樣著重 檢查齒根角處，脫碳層深度應不大于 0.02mm或按GB8539分

20、檔控制。 表層非馬氏體試樣經4 %硝酸酒精溶液輕腐蝕后，置于顯微鏡下放大400倍觀察，對于齒形試樣著重檢查分度圓及齒根圓角處，按 GB8539分檔控制。6）心部組織按各行業規定或生產廠與用戶的協議檢驗7）至表面硬度降、至心部硬度降當圖樣要求測定至表面硬度降和至心部硬度降時，參見GB8539或各行業規定執行。8）心部沖擊性能當用戶要求時，在隨爐圓棒試樣或齒坯試樣上取料，加工成沖擊試樣，進行沖擊試驗。4、齒輪熱處理質量檢驗1）夕卜觀 齒輪經熱處理后，表面不得有氧化皮、碰傷、剝落、銹蝕等缺陷。2）齒面硬度 根據齒輪重要程度、批量及爐型規定抽檢數量。 測定部位以齒面為準，也可測齒頂或端面，但應考慮其與

21、齒面硬度的差異。測量點要求分布在約 相隔120。的三個輪齒上，每個輪齒上一般不得少于 2點。其硬度值應符合圖樣技術要求。 硬度計應穩定、可靠、重現性好。當選用齒面硬度計檢測齒面時，應將測頭垂直于齒面；當用洛氏硬度計檢測齒頂時，應將被測處用砂紙打磨，其表面粗糙度應符合GB/T230規定，測量時應放置平穩；當用銼刀檢驗齒頂、齒根硬度時，銼刀應為標準銼刀；當用肖氏硬度計或里氏硬度計D型沖頭裝置檢測時，齒輪的有效硬化層深度必須大于 0.8mm 對于無法用硬度計檢測的齒輪，一般以隨爐試樣的測量值為準。 當硬度不符合技術要求時，應加倍抽檢，若仍不符合則應根據具體情況進行返修或判廢。3）有效硬化層深度當采用各種碳控技術控制滲碳過程且生產質量穩定時，可以隨爐試樣的檢測結果為準。抽檢周期 可根據具體情況確定。對指量生產的齒輪，當滲碳氣氛無任何控制措施時，在試樣合格的情況下，每周應抽檢一件齒輪解剖測定，檢驗方法同3-3 ）。4）表層組織、心部硬度、心部組織一般