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齒輪滲碳層深不均：齒側(cè)超、齒底夠解法
一、優(yōu)化滲碳工藝參數(shù)：控制齒側(cè)擴(kuò)散，補(bǔ)足齒底碳量
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原理：滲碳層深與溫度呈指數(shù)關(guān)系，溫度降低可***減緩碳原子擴(kuò)散速度（尤其齒側(cè)），同時(shí)給齒底更多時(shí)間吸附碳并擴(kuò)散。
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操作：在工藝允許范圍內(nèi)（如從 930℃降至 900-910℃），每降低 10-15℃，可減少齒側(cè)層深增長約 10%-15%，同時(shí)延長保溫時(shí)間（如原保溫 4h 增至 5-6h），確保齒底碳量充足。
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注意：需結(jié)合材料（如 20CrMnTi）的 Ac3 溫度，避免溫度過低導(dǎo)致滲碳效率過低或滲層不均勻。
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強(qiáng)滲階段：短時(shí)、高碳勢（如 1.2%-1.3% C），快速提升齒底表面碳濃度（解決齒底碳供應(yīng)不足），此時(shí)齒側(cè)雖吸碳快，但時(shí)間短，層深未過度增長；
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擴(kuò)散階段：降低碳勢（如 0.8%-0.9% C），延長保溫時(shí)間，讓齒側(cè)表面多余的碳向內(nèi)部均勻擴(kuò)散（控制齒側(cè)層深），同時(shí)推動(dòng)齒底碳向心部擴(kuò)散（補(bǔ)足齒底層深）。
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示例：原 “920℃恒溫滲碳 5h” 改為 “920℃強(qiáng)滲 2h（碳勢 1.2%）+920℃擴(kuò)散 3h（碳勢 0.9%）”，可有效縮小齒側(cè)與齒底的層深差。
二、改進(jìn)工裝設(shè)計(jì)：消除齒底 “碳?xì)夥账绤^(qū)”
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氣體滲碳：使用 “網(wǎng)格狀” 或 “條形支撐” 工裝，而非封閉托盤，減少齒底與工裝的接觸面積，讓滲碳?xì)怏w循環(huán)至齒底；
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固體滲碳：在齒底對(duì)應(yīng)位置的工裝處開設(shè) “導(dǎo)流孔”，讓滲劑（如滲碳劑粉末）能填充齒底間隙，避免局部缺碳。
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設(shè)計(jì)原則：避免工裝遮擋齒輪齒底，確保滲劑（氣體 / 固體）能直達(dá)齒底凹陷處。
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具體方案：
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將齒輪傾斜放置（如與水平面成 15-30°），而非平放，利用重力讓滲劑更易流入齒底，打破 “渦流死區(qū)”，提升齒底碳?xì)夥崭滦省?/span>
三、預(yù)處理優(yōu)化：消除齒底加工應(yīng)力，減少擴(kuò)散阻礙
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時(shí)機(jī)：在齒輪滾齒 / 插齒后、滲碳前進(jìn)行；
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參數(shù)：溫度控制在550-600℃（低于材料 Ac1，避免相變），保溫 2-3h 后隨爐緩冷，可有效釋放齒底的切削殘留應(yīng)力，減少對(duì)滲碳擴(kuò)散的阻礙。
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加工階段：降低滾齒 / 插齒的切削速度（如從 120m/min 降至 80-100m/min）、減少進(jìn)給量，避免齒底因劇烈切削產(chǎn)生過度應(yīng)力集中，從源頭減少應(yīng)力對(duì)滲碳的影響。
四、后續(xù)修正：局部調(diào)整超差齒側(cè)（補(bǔ)救措施）
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方法：對(duì)齒側(cè)進(jìn)行精磨加工，磨除少量超深的滲碳層（磨量≤0.15mm），同時(shí)保證齒形精度（如齒向公差、齒距累積公差）和表面粗糙度（Ra≤0.8μm）。
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限制：*適用于輕微超差，磨量過大會(huì)導(dǎo)致齒厚減小、影響齒輪嚙合性能，因此需優(yōu)先通過前序方案預(yù)防，此方法為 “補(bǔ)救手段”。
五、驗(yàn)證與迭代：試滲 + 參數(shù)微調(diào)
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選取 3-5 件齒輪，按優(yōu)化后的參數(shù)試滲；
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檢測齒側(cè)、齒底的層深（如金相法），若齒側(cè)仍超差，可進(jìn)一步降低滲碳溫度或縮短強(qiáng)滲時(shí)間；若齒底未達(dá)標(biāo)，可適當(dāng)延長擴(kuò)散時(shí)間或提高擴(kuò)散階段碳勢；
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試滲合格后，再逐步推廣至批量生產(chǎn)，確保穩(wěn)定性。
綜上，實(shí)際應(yīng)用中需根據(jù)齒輪材質(zhì)（如低碳合金結(jié)構(gòu)鋼）、模數(shù)、設(shè)備類型（井式爐 / 連續(xù)爐）組合使用上述方案（如 “分段滲碳 + 鏤空工裝 + 去應(yīng)力退火”），**是通過 “控齒側(cè)、補(bǔ)齒底” 實(shí)現(xiàn)層深均勻性達(dá)標(biāo)。
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