軸承保持架氣體氮碳共滲工藝研究.pdf

1、滾動軸承廣泛應(yīng)用于精密機床以及各種動力機械裝置中，在各種傳動系統(tǒng)中處于非常關(guān)鍵的地位。這些機械裝置工況各異對軸承的要求也各不相同，軸承保持架也要承受各種苛刻的環(huán)境要求。在汽車發(fā)動機、變速箱軸承的應(yīng)用過程中出現(xiàn)保持架斷裂的情況時有發(fā)生，導致主機損壞，產(chǎn)生巨大損失。究其根本原因是在這些工況中存在較大的沖擊載荷，因此對保持架進行表面氮碳共滲處理以提高其抗拉強度以及耐磨性等性能非常有必要。
　　本文分析了低碳鋼氮碳共滲過程中的滲氮和滲碳的

2、機理，以及對氮碳共滲的熱力學及動力學相關(guān)問題建立了相應(yīng)計算關(guān)系的基礎(chǔ)上，以材料牌號為 SPCC（日本標準 JIS G3141）的軸承保持架作為研究重點，對其氮碳共滲的低壓脈沖真空工藝采用正交試驗方法進行了優(yōu)化，并對此過程中出現(xiàn)的針狀氮化物的原因進行了試驗分析及驗證，對氮碳共滲后的零件進行了抗拉試驗、表面硬度分布以及應(yīng)力分析等性能分析。
　　根據(jù)所設(shè)計正交試驗方案及對試驗數(shù)據(jù)運用極差分析法進行了分析，結(jié)果表明：低壓脈沖真空氮碳共滲工

3、藝參數(shù)中脈沖幅度對零件滲層深度及表面硬度影響最大，在一定范圍內(nèi)脈沖幅度越大，具有活性的氮原子數(shù)量也越多，越有利于加快滲氮速度。在570℃，NH3與CO2比例為90:10的試驗條件下，低壓脈沖真空氮碳共滲工藝的最優(yōu)工藝為：脈沖幅度為-0.02MPa~+0.02MPa，保壓時間為150秒，脈沖總時間為90分鐘。
　　為了分析常規(guī)氮碳共滲工藝后保持架表面和心部出現(xiàn)針狀氮化物的原因，設(shè)計了一套工藝試驗方案。結(jié)果表明：常規(guī)氮碳共滲后的緩慢冷

4、卻是導致零件表面和心部出現(xiàn)針狀氮化物的根本原因，其機理是氮化后過飽和的氮原子從零件表面和心部沿晶界甚至晶內(nèi)析出。據(jù)此提出了兩項有效阻止表面和心部針狀氮化物析出的措施：對常規(guī)氮碳共滲后零件實施快速冷卻以及降低氮碳共滲時的溫度。
　　本文還對氮碳共滲后不同工藝參數(shù)的零件進行了拉力試驗、表面硬度以及表面殘余應(yīng)力的測試。結(jié)果表明：氮碳共滲后快冷零件相較于緩冷零件的抗拉強度提高了64％以上，表面硬度也得到提高、表面也呈現(xiàn)出較大的壓應(yīng)力，油淬