本发明专利技术提出了一种硬齿面发动机正时齿轮的表面氮化方法，该方法氮化时变形量极小、质量稳定，可解决齿轮的点蚀和剥落现象，生产工艺节能环保。其步骤为：（１）把已加工成形的齿轮放入氮化炉内，然后升温至５３０℃～５４０℃，真空度的范围为４００－７００Ｐａ；（２）然后通入氨气，保持炉内温度在５３０℃－５４０℃，每分钟通入氨气１．５～２Ｌ，时间为５～６ｈ；（３）然后升温至５５０℃－５６０℃，同时按每分钟１～１．５Ｌ通入氮气，按每分钟０．２～０．２５Ｌ通入稀土溶液，时间为３～４ｈ；（４）然后，停止通入氨气、氮气、稀土溶液，保证炉内真空度的范围为４００－７００Ｐａ，缓慢降温，当降至１５０℃以下时，打开氮化炉空冷后取出齿轮。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种发动机齿轮的制造方法，尤其是显著提高齿轮表面氮化硬度的方法。
技术介绍
随着发动机功率的增加和国家对汽车尾气排放达欧标准的强制执行，发动机正时齿轮 是排放达欧标准的关键零部件，它的强度和寿命尤为重要。为了达到理想的强度和寿命要求，现在欧in、欧w的新一代发动机都采用硬齿面齿轮。而一般的硬齿面齿轮采用的是淬 火后磨齿工艺，其成本高、效率低，生产过程对环境有污染。也有采用气体氮化的工艺也 能达到硬齿面齿轮的要求，但该工艺的加工工艺时间长、氮化过程工件变形量大、表面脆 性大、质量不稳定、效率较低，对环境有污染。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，该方法氮化时变形 量极小、质量稳定，可解决齿轮的点蚀和剥落现象，生产工艺节能环保。为此，本专利技术的技术方案为 ，其步骤为(1)、把己加工成形的齿轮放入氮化炉内，然后升温至530°C 540°C，其中升温速 度80'C 120。C/小时，保证炉内真空度的范围为400—700pa;(2) 、然后通入氨气到氮化炉内，保持炉内温度在53(TC—54(TC，每分钟通入氨气1.5 2L，炉内真空度为450pa左右，时间为5 6h;(3) 、然后升温至550°C—560'C，继续按每分钟1.5 2L通入氨气，同时按每分钟l 1.5L通入氮气，按每分钟0.2 0.25L通入稀土溶液，炉内真空度为550pa左右，时间为3 4h ;其中，稀土溶液的配比为稀土氯化物15g士5g 、乙醇500ml土5ml 、丙酮500ml 土5ml、 四氯化钛20ml士5ml ;(4)、然后，停止通入氨气、氮气、稀土溶液，保证炉内真空度的范围为400-700pa， 缓慢降温，当降至150'C以下时，打开氮化炉空冷后取出齿轮。 有益效果本专利技术中关键在于在氮气氛围下，氨气热分解的同时，加入稀土溶液，通过稀土充分离子化后的作用，使钢件表层的各种晶粒得以细化，齿轮的表面硬度提高了 HV50—150，从而提高产品的耐磨性，提升产品质量，延长产品使用寿命的目的，达到了以较低的生产成本满足硬齿面齿轮的技术要求。该工艺的优势对中、小圆柱齿轮较为明显，比较适宜汽车发动机齿轮的生产。 附图说明图1是本专利技术的实施装置示意图。 具体实施例方式发动机正时齿轮加工的整个工艺流程是粗车齿坯一调质一中检一齿形加工一表面氮 化一清洗一检验一防锈包装。具体描述如下把材质为42CrMo的发动机正时齿轮通过粗加工后进行调质，硬度为HB290—310之间 在进行齿坯精加工和齿形加工后，进行表面氮化处理。如图l所示，首先描述本专利技术中氮化工艺时的实施装置的结构。钢瓶3内装的液氨的 通过流量计2后通入离子氮化炉1内；钢瓶4内装的氮气通过流量计2后通入离子氮化 炉1内；锥形玻璃瓶5内装的稀土溶液通过流量计2后通入离子氮化炉1内。结合图1所示的装置进一步描述如下 (1)、把已加工成形的齿轮放入氮化炉内，然后升温至53(TC 54(TC，其中升温速度 80°C 120°C/小时，保证炉内真空度的范围为400—700pa;(2) 、然后通入氨气到氮化炉内，保持炉内温度在530°C—540°C ，每分钟通入氨气1.5 2L，炉内真空度为450pa左右，时间为5 6h;(3) 、然后升温至550。C一560。C，继续按每分钟1.5 2L通入氨气，同时按每分钟l 1.5L通入氮气，按每分钟0.2 0.25L通入稀土溶液，炉内真空度为550pa左右，时间为3 4h ;其中，稀土溶液的配比为稀土氯化物15g士5g 、乙醇500ml士5ml 、丙酮500m. ±5ml、 四氯化钛20ml土5ml ;(4)、然后，停止通入氨气、氮气、稀土溶液，保证炉内真空度的范围为400-700pa， 缓慢降温，当降至150'C以下时，打开氮化炉空冷后取出齿轮。在上述步骤中，氨气、氮气、稀土溶液的通入流量是通过各自的流量计来控制的。 稀土溶液的配置方法为先把称好的稀土放入乙醇中，用玻璃棒轻轻搅拌溶解后再加 入丙酮摇均，再缓慢加入20 ml±5 ml四氨化钛即可。将配配制好的稀土溶液放入一个容 积为IO升的锥形瓶中，瓶口用橡胶塞子密封，在橡胶塞子的中间钻一个d)8mm的通孔，用外径》8mm玻璃管扎入瓶中， 一头露在外面，用橡胶导气管插入玻璃管中， 一头接在设 备的玻璃流量计上。使用时，利用炉子的负压将稀土混合液气体按一定的比例吸入，吸入 量为10% —15%。本专利技术中提高氮化硬度的机理稀土是一类原子结构非常独特的元素，它对离子渗氮的气相活化，活性原子的吸附及 扩散三个过程均有影响，我们配制的稀土混合物依靠炉内负压，通过流量计按一定的比, 通入氮化炉中，由于稀土的原子半径较大，即使是充分离子化后，仍比氮离子大的多，故 它在等离子的阴极位降区将以更大的能量轰击工件的表面，并使表面溅射出更多的铁原子， 产生位错，使各种晶粒得以细化，各种晶体的缺陷增加，都有利于提高表面硬度，适当的 调整氮气比例，在某一阶段，加入氮气的通入量，在离子氮化炉中形成高氮势，改善氮化层的有关相结构可以有效的提高零件的硬度，通过该专利技术硬度比以前同类产品提高HV80 一150 ,以前大批量生产只可达到HV550士30 ，而现在可以提高到HV680土40效果较为 显著。权利要求1. ，其步骤为(1)、把已加工成形的齿轮放入氮化炉内，然后升温至530℃～540℃，其中升温速度80℃～120℃/小时，保证炉内真空度的范围为400--700pa；(2)、然后通入氨气到氮化炉内，保持炉内温度在530℃-540℃，每分钟通入氨气1.5～2L，炉内真空度为450pa左右，时间为5～6h；(3)、然后升温至550℃—560℃，继续按每分钟1.5～2L通入氨气，同时按每分钟1～1.5L通入氮气，按每分钟0.2～0.25L通入稀土溶液，炉内真空度为550pa左右，时间为3～4h；其中，稀土溶液的配比为稀土氯化物15g±5g、乙醇500ml±5ml、丙酮500ml±5ml、四氯化钛20ml±5ml；(4)、然后，停止通入氨气、氮气、稀土溶液，保证炉内真空度的范围为400--700pa，缓慢降温，当降至150℃以下时，打开氮化炉空冷后取出齿轮。全文摘要本专利技术提出了，该方法氮化时变形量极小、质量稳定，可解决齿轮的点蚀和剥落现象，生产工艺节能环保。其步骤为(1)把已加工成形的齿轮放入氮化炉内，然后升温至530℃～540℃，真空度的范围为400-700Pa；(2)然后通入氨气，保持炉内温度在530℃-540℃，每分钟通入氨气1.5～2L，时间为5～6h；(3)然后升温至550℃-560℃，同时按每分钟1～1.5L通入氮气，按每分钟0.2～0.25L通入稀土溶液，时间为3～4h；(4)然后，停止通入氨气、氮气、稀土溶液，保证炉内真空度的范围为400-700Pa，缓慢降温，当降至150℃以下时，打开氮化炉空冷后取出齿轮。文档编号C23C8/26GK101285163SQ20081004765公开日2008年10月15日 申请日期2008年5月12日 优先权日2008年5月12日专利技术者吕海珠, 波 姜, 姜盛侠, 姜盛堂, 张建明, 勇 肖, 谢旭辉 申请人:十堰市郧齿汽车零部件有限公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种硬齿面发动机正时齿轮的表面氮化方法，其步骤为： （１）、把已加工成形的齿轮放入氮化炉内，然后升温至５３０℃～５４０℃，其中升温速度８０℃～１２０℃／小时，保证炉内真空度的范围为４００－－７００ｐａ； （２）、然后通入氨气到氮化炉内，保持炉内温度在５３０℃－５４０℃，每分钟通入氨气１．５～２Ｌ，炉内真空度为４５０ｐａ左右，时间为５～６ｈ； （３）、然后升温至５５０℃－５６０℃，继续按每分钟１．５～２Ｌ通入氨气，同时按每分钟１～１．５Ｌ通入氮气，按每分钟０．２～０．２５Ｌ通入稀土溶液，炉内真空度为５５０ｐａ左右，时间为３～４ｈ；其中，稀土溶液的配比为：稀土氯化物１５ｇ±５ｇ、乙醇５００ｍｌ±５ｍｌ、丙酮５００ｍｌ±５ｍｌ、四氯化钛２０ｍｌ±５ｍｌ； （４）、然后，停止通入氨气、氮气、稀土溶液，保证炉内真空度的范围为４００－－７００ｐａ，缓慢降温，当降至１５０℃以下时，打开氮化炉空冷后取出齿轮。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：姜盛堂，姜盛侠，谢旭辉，张建明，吕海珠，姜波，肖勇，
申请(专利权)人：十堰市郧齿汽车零部件有限公司，
类型：发明
国别省市：42[中国|湖北]
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