渗氮齿轮渗层质量检测探讨

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离 f-渗氮坩，炉内稀薄氯气发生电离，在工件表面产生辉光放电，被电离的氮和氢离子在高压电场作用下快速冲击阴极 (工件)。离子的动能转化为热能，使 J：什迅速加热到氮化温度。待辉光稳定后，加大氨气量，这时轰击工件表面的 I盘 分氮离子在夺取电子后直接渗入工件；另 J立 分氮离子则引起阴极溅射，从工件表面溅出电子和原子，被溅射出的铁原子与氮原子 (或氮离子)结合，在工件的表面生成含氮量很高的蕉发状态的氮化铁 (FeN)。在高温和离子轰击作用下，氮化铁迅速分解成含氮量很低的化合物氮化二铁 (Fe，N)、氮化三铁 (Fe N)氮化四铁(Fe N)和铁 (Fe)，同时放出活性极强的氮原子。其中-部分被工件表面吸收并渗入工件表面层。被溅出的铁原子作为 氮载体”使上述过程不断进行。离子渗氮可通过调整炉内气氛，获得单向层。当气氛中不含碳时，可得v 单相层，含碳0.5%(原子)时可得单相层。采用不同的溅射速率可以准确控制 Y。单相层、单相层离子渗氮时，由于碳自表面的溅射晶界上的碳优先向外扩散，使近于表面的晶界处贫碳，故脉状组织在距表面-定深度处形成。

脉状组织是影响扩散层脆性的主要因素。材料为38CrMoA1的齿轮在气体渗氮初期，由于表面晶界处的触媒作用较强，氮的分解和吸附也较强烈，氮沿晶界迅速扩散，与晶界的铁形成明显的8和v。氮化物脉状组织，气体渗氮后，表面不可避免地出现 多相化合物层，脆性较大；离子渗氮时，准确控制炉内气氛和溅射速率，表面可以形成v单相层，层下有大量的脉状组织。经强烈的阴极溅射，表面无化合物层。气体渗氮脉状组织在表面上形成，而离子渗氮脉状组织在距表面-定深度处形成，所以，离子渗氮相比气体渗氮工件表面的脆性较小，韧性较好。

齿轮工件在渗氮过程中产生的脆性使齿轮尖角处应力增大，导致齿轮工件在使用时出现崩齿现象～此结论反馈至热处理分 建议对这种材料的齿轮工件改用离子渗氮工艺，以减小齿部氮化层的脆性。热处理分厂采纳了我们的建议↑期，齿轮分厂因崩齿原因产生的质量事故很少发生。

热处理工艺对渗氮齿轮工件只提出渗氮前的调质处理要求，没有对渗氮后氮化层质量提出要求，实验室只对工件调质组织和布氏硬度进行检测是无法找出齿轮崩齿的真正原因。齿轮零件因其形状的特殊性，渗氮后的尖角处容易出现氮化脆性而使齿部应力增大，如果只做常规实验项目检测会使渗氮工序出现的质量问题漏检，所以仅仅只做调质组织和硬度检查是远远不够的，齿轮氮化层质量检测很有必要。