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工业机器人精密减速器输入轴的真空低压渗碳高压气淬工艺

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金属热处理 2022年第5期47卷 177-182页

作者：殷和平徐跃明殷敏洁丛培武常州新区河海热处理工程有限公司江苏常州213022 北京机电研究所有限公司北京100083

针对轴齿类零件高温渗碳淬火热处理畸变问题,研究了工业机器人减速器精密轴齿类零件真空低压渗碳和高压气淬工艺。结果表明,在升温阶段采用阶梯式升温保温方式,强渗阶段以乙炔-氮气交替脉冲进行强渗和扩散,淬火冷却阶段精确控制氮气压力... 详细信息

针对轴齿类零件高温渗碳淬火热处理畸变问题,研究了工业机器人减速器精密轴齿类零件真空低压渗碳和高压气淬工艺。结果表明,在升温阶段采用阶梯式升温保温方式,强渗阶段以乙炔-氮气交替脉冲进行强渗和扩散,淬火冷却阶段精确控制氮气压力1.8 MPa(18 bar)并使之稳定,可使轴齿类零件的总畸变量控制在0.005~0.015 mm。实际生产结果表明,轴齿类零件采用真空低压渗碳和高压气淬技术,渗碳层中的马氏体为1级,残留奥氏体和碳化物为1~2级,心部组织为1~2级。批量生产的减速器精密轴齿表面硬度、心部硬度和有效硬化层深度均值分别为59.7 HRC、38.6 HRC和0.681 mm,全部满足技术要求。

关键词：精密减速器输入轴真空低压渗碳高压气淬

16Cr3NiWMoVNbE钢C型环真空低压渗碳及淬火有限元模拟

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金属热处理 2022年第9期47卷 257-263页

作者：袁丽贺笃鹏何欣秦湘阁佳木斯大学材料科学与工程学院黑龙江佳木斯154007 中国钢研科技集团有限公司北京100081

通过马氏体转变动力学和碳浓度的扩散系数有限元模型,对16Cr3NiWMoVNbE齿轮钢C型环进行真空低压渗碳淬火的温度场、浓度场、组织场、以及应力场的研究。结果表明,渗碳淬火后,得到碳浓度分布,可以很好地解释表层部分的最终马氏体分布情况... 详细信息

通过马氏体转变动力学和碳浓度的扩散系数有限元模型,对16Cr3NiWMoVNbE齿轮钢C型环进行真空低压渗碳淬火的温度场、浓度场、组织场、以及应力场的研究。结果表明,渗碳淬火后,得到碳浓度分布,可以很好地解释表层部分的最终马氏体分布情况,为预测齿轮钢渗碳淬火后碳浓度分布和马氏体分布提供了可靠依据。

关键词： 16Cr3NiWMoVNbE齿轮钢真空低压渗碳 C型环温度场

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真空低压渗碳技术研究进展

金属热处理 2018年第10期43卷 253-261页

作者：韩永珍李俏徐跃明胡小丽李枝梅北京机电研究所有限公司

从真空低压渗碳工艺和设备两个方面入手,对真空低压渗碳技术及应用进行归纳总结,并对未来的推广前景进行了展望。

关键词：绿色制造可控气氛渗碳真空低压渗碳

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齿轮钢真空低压渗碳工艺数值模拟及优化

齿轮钢真空低压渗碳工艺数值模拟及优化

作者：郭晶玉天津职业技术师范大学

学位级别：硕士

齿轮是机械传动系统中的关键零件,需要进行渗碳处理来满足内韧外硬的要求,使其获得高的硬度和耐磨性。真空低压渗碳技术有效解决了普通气体渗碳技术的缺陷,具有渗层质量好、能耗低、清洁高效等特点,是一种真正意义上的环保绿色技术。为... 详细信息

齿轮是机械传动系统中的关键零件,需要进行渗碳处理来满足内韧外硬的要求,使其获得高的硬度和耐磨性。真空低压渗碳技术有效解决了普通气体渗碳技术的缺陷,具有渗层质量好、能耗低、清洁高效等特点,是一种真正意义上的环保绿色技术。为适应新能源汽车传动系统对齿轮耐磨性和抗疲劳性能提出的高要求,需对真空低压渗碳工艺进行优化研究,来提高齿轮服役寿命。在实际真空低压渗碳生产中,会通过经验分析进行多次渗碳实验来确定最佳工艺方案。但由于真空渗碳影响因素多,工艺过程复杂,且很少产生最佳方案,为工艺制定和优化带来困难。因此,有必要在真空渗碳技术中引入可控和可预测数值模拟,来精确地描述真空渗碳过程组织和性能变化,对真空渗碳工艺进行优化,进而代替昂贵、耗时的实验试错法,为真空渗碳工艺的优化提供科学的指导,为提高机械制造领域关键构件寿命提供理论依据。本文以新能源汽车高速传动系统齿轮典型样件材料20Mn Cr S5钢、20Cr Mn Ti钢和20Cr Mo钢为研究对象,采用模拟和实验相结合的方法,研究真空渗碳过程组织演变规律和性能,对真空渗碳工艺参数进行优化。本文主要研究工作如下:(1)对三种齿轮钢进行真空低压渗碳热处理实验,研究了不同工艺下碳含量-组织-性能关系,分析不同强渗时间和扩散时间工艺参数对由表及里碳含量分布、显微组织和硬度分布影响。(2)建立三种齿轮钢较为完善的热处理材料非线性参数数据库,基于温度-扩散-相变-应力耦合理论和不同尺度模拟方法建立多场多尺度模型,对真空渗碳过程进行数值模拟,来定量计算真空渗碳过程中碳浓度分布、组织演变和硬度分布,实现对齿轮钢真空低压渗碳过程的精确预测。将真空低压渗碳模拟结果与实验结果进行对比,吻合较好,验证了数值模拟的有效性,说明构建的真空渗碳热处理多场多尺度耦合模型是可靠的。(3)对20Mn Cr S5钢不同真空低压渗碳工艺进行数值模拟,深入探讨强渗时间和扩散时间两个工艺参数对工件渗碳后碳浓度的影响规律,对真空低压渗碳工艺参数进行优化。(4)建立20Mn Cr S5钢真空低压渗碳工艺-性能的非线性映射关系模型,利用真空低压渗碳过程不同工艺参数下的样本数据对模型进行训练和测试,并对模型的泛化能力进行验证。最终建立可视化真空低压渗碳神经网络优化工艺参数预测系统,并验证了所设计的预测系统的实用性,预测结果比较准确,为真空渗碳热处理实际生产工艺的改进开辟新的途径,具备一定的工程实际意义。

关键词：齿轮钢真空低压渗碳数值模拟工艺优化神经网络

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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8620钢的真空低压渗碳热处理工艺

金属热处理 2019年第11期44卷 174-177页

作者：王同薛丹若刘俊祥丛培武陆文林机械科学研究总院集团有限公司

采用真空低压渗碳工艺,在WZST-60G双室真空渗碳设备上进行8620钢的真空热处理工艺研究,从渗碳均匀性的角度对其显微组织、硬度、有效硬化层深度等重要工艺指标进行分析,获得了能够应用于实际生产的8620钢热处理工艺。8620钢在930℃渗碳,... 详细信息

采用真空低压渗碳工艺,在WZST-60G双室真空渗碳设备上进行8620钢的真空热处理工艺研究,从渗碳均匀性的角度对其显微组织、硬度、有效硬化层深度等重要工艺指标进行分析,获得了能够应用于实际生产的8620钢热处理工艺。8620钢在930℃渗碳,825℃油淬后进行-70℃深冷处理90 min,然后进行170℃回火处理后,其表面残留奥氏体等级为1级,表面硬度为57~60 HRC,有效硬化层深度在0.7~0.8 mm,同炉次有效硬化层深度偏差小于0.1 mm,渗碳均匀性较好,符合产品工艺要求。

关键词： 8620钢真空低压渗碳渗碳均匀性深冷处理

基于饱和值调整法的真空低压渗碳工艺计算与验证

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金属热处理 2020年第9期45卷 233-236页

作者：陈旭阳丛培武范雷王同北京机电研究所有限公司北京100083

基于Fick第二定律与饱和值调整法,结合真空低压渗碳工艺控制过程,绘制了算法流程图,并利用数学计算软件编写了真空低压渗碳工艺计算程序,以20Cr钢为试验对象对该程序进行了验证。结果表明:基于饱和值调整法的真空低压渗碳工艺处理后,20C... 详细信息

基于Fick第二定律与饱和值调整法,结合真空低压渗碳工艺控制过程,绘制了算法流程图,并利用数学计算软件编写了真空低压渗碳工艺计算程序,以20Cr钢为试验对象对该程序进行了验证。结果表明:基于饱和值调整法的真空低压渗碳工艺处理后,20Cr钢渗碳工艺总时间比传统方式约快240 s,渗碳时间节约600 s以上;渗碳工艺计算程序可以实现渗层深度的准确预测,且能满足产品的表面碳化物级别、组织形态等较高的技术要求。

关键词：真空低压渗碳饱和值调整法渗层深度工艺控制

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精密齿轮件的真空低压渗碳高压气淬热处理

金属热处理 2019年第6期44卷 184-186页

作者：韩妙玲王静张国峰李大威北京卫星制造厂有限公司

采用真空低压渗碳和高压气淬相结合的工艺代替以往的气氛渗碳和油淬工艺,在WZST-60G双室真空渗碳设备上进行SCM420精密齿轮的热处理工艺研究,并对其显微组织、硬度、表面碳浓度、变形量等重要工艺指标进行分析。结果表明:930℃渗碳后,在... 详细信息

采用真空低压渗碳和高压气淬相结合的工艺代替以往的气氛渗碳和油淬工艺,在WZST-60G双室真空渗碳设备上进行SCM420精密齿轮的热处理工艺研究,并对其显微组织、硬度、表面碳浓度、变形量等重要工艺指标进行分析。结果表明:930℃渗碳后,在830℃进行2.0 MPa高压气淬,经160℃回火后,齿轮碳化物等级为1级,表面硬度可达60 HRC,变形量小于0.04 mm,完全符合工艺要求。

关键词： SCM420钢齿轮真空低压渗碳高压气淬

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航空轴承钢的真空低压渗碳工艺

金属热处理 2020年第1期45卷 1-5页

作者：王会王昊杰贾涛田勇王昭东东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室

利用洛氏硬度计、维氏硬度计及光学显微镜等研究了真空低压渗碳工艺对航空轴承钢组织和性能的影响。结果表明:试验钢经渗碳后产生了大量连续的粗大网状碳化物,但在渗碳后热处理工艺中碳化物形貌逐渐变为非连续的网状;有效硬化层由渗碳后... 详细信息

利用洛氏硬度计、维氏硬度计及光学显微镜等研究了真空低压渗碳工艺对航空轴承钢组织和性能的影响。结果表明:试验钢经渗碳后产生了大量连续的粗大网状碳化物,但在渗碳后热处理工艺中碳化物形貌逐渐变为非连续的网状;有效硬化层由渗碳后的0. 45 mm逐步增加到设定值附近(0. 77 mm);渗层硬度梯度中的"低头"现象也逐步消除,从渗层到心部硬度平缓降低;相较于原始硬度,试验钢的表面硬度经渗碳后增加了11 HRC,经过全工序真空低压渗碳后提高了16~18 HRC。

关键词：热处理真空低压渗碳航空轴承钢表面硬度网状碳化物残留奥氏体

20CrMnTi钢真空低压渗碳工艺及组织性能研究

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热加工工艺 2015年第16期44卷 187-190页

作者：任伟张天德吴国华陆善军上海航天设备制造总厂上海200245

研究了20Cr Mn Ti钢真空低压渗碳过程中渗碳温度和渗碳时间对渗层深度、渗层硬度分布和表面碳含量的影响,并分析了碳含量对渗层硬度分布的影响规律,比较了真空渗碳和气体渗碳两种渗碳工艺对盲孔结构的渗碳结果和渗层组织。结果表明,随... 详细信息

研究了20Cr Mn Ti钢真空低压渗碳过程中渗碳温度和渗碳时间对渗层深度、渗层硬度分布和表面碳含量的影响,并分析了碳含量对渗层硬度分布的影响规律,比较了真空渗碳和气体渗碳两种渗碳工艺对盲孔结构的渗碳结果和渗层组织。结果表明,随渗碳温度的升高和渗碳时间的延长,渗层深度和表面碳含量增大,但表面硬度下降。碳含量对渗层硬度分布的分析结果表明,碳质量分数为0.78%时,渗碳层具有最高淬火硬度。对于盲孔结构,相较于气体渗碳,真空渗碳能显著减小渗层深度偏差,并改善渗层组织。

关键词： 20CrMnTi 真空低压渗碳渗层深度硬度碳含量