粉末冶金齿轮加工有很多方法，但这个你不一定听说过！

　　进行粉末冶金齿轮加工时，传统工艺是将工件置于气氛炉中，在渗碳气氛下加热，以获得更高的硬度和耐磨度。但这种方法往往会造成粉末冶金齿轮顶端小区域由于加热迅速，会比齿根处更早地达到奥氏体化温度，从而更快地吸碳，最终导致整个粉末冶金齿轮渗碳分布不均匀、硬度不统一而发生变形的结果。

　　低压渗碳技术的工作原理

　　在低压渗碳工艺流程中，先将零件在真空环境下加热到奥氏体化温度，再注入渗碳气体，这样可以使粉末冶金齿轮的整个表面碳渗层均匀分布，深度也更加容易控制。多次交替进行的渗碳和脉冲渗碳，能够在深渗层达到更高的碳浓度。由于加热是在真空环境中完成的，不与水和空气进行接触，所以也不会发生气氛炉中常见的晶间氧化现象，提高了粉末冶金齿轮的弯曲疲劳度。

　　采用低压真空渗碳工艺生产出来的粉末冶金齿轮具有无内氧化、表面质量好、变形小、工艺稳定、使用寿命长、成本低、耗电少、无污染等特点，自动化程度也比传统工艺要高。因此，这一技术被广泛地应用在汽车发动机、变速器、航空发动机等零件的热处理中。

　　在传统气氛炉渗碳工艺中，由于齿顶部分吸碳更多、渗层更深，可能会发生过度的膨胀，破坏整个零件的形状精度。因此，这种工艺生产出来的粉末冶金齿轮必须经过后期大量的磨削加工作业，以对变形进行补偿。而采用低压渗碳工艺，因为渗碳均匀，不会出现过度膨胀，后期磨削加工的工作量也得到了相应的减少，整体加工效率得以提升。据统计，采用气氛炉渗碳法，16小时可以加工零件10个，每个零件耗时1.6小时；而采用低压渗碳法，加工10个零件仅需要2.5个小时，平均每个零件0.25小时，工作效率是前者的6倍以上。

　　淬火方式带来的影响

　　淬火是加热工件使之达到奥氏体温度的手段，也是渗碳的前提条件。传统的气氛炉渗碳工艺和真空低压渗碳工艺都采用油淬法。加热时由于与液体介质发生接触，会使零件表面处的液体介质由于受热而气化形成气膜，这种气膜会将零件与介质隔绝开来，导致淬火速度降低。油淬法的好处就在于用油的搅拌，去除气膜，提高淬火的效率。

　　但是，气氛炉渗碳工艺和真空低压渗碳工艺使用油淬法的效果不尽相同，前者会在某些死角处，如粉末冶金齿轮的齿根除等，留下难以去除的气膜。整个零件由于淬火程度不均匀会产生不同的压应力，更易造成零件的变形。而后者虽然也采用油淬法，但在真空环境下进行的油淬过程可以有效去除所有气膜，而不会留下任何死角。这样可以更好地保持零件的几何精度。

　　除了油淬法之外，真空渗碳工艺还经常采用气淬法完成淬火。气淬法是以气体作为淬火介质，它最大的优势在于能够根据工件形状和材料的特殊要求调整淬火的过程，并且气淬法的热传导系数可以通过提高气体流速和压力等手段来调节，使其达到或接近油或水基介质的水平。

　　两种方法相比较，油淬法缺乏灵活性，其某一种淬火油带来的冷却速度对不同型号、不同规格的零件不一定全都适用。而气淬法由于淬火压力可以调整，淬火气体以及其流速可以选择，冷却速度可以控制。采用气淬法为零件淬火，可以显著减小变形，并使齿根处的有效硬化层厚度更大，几乎相当于齿顶节圆处的有效硬化层。而且，这种淬火方式比较环保，加工的粉末冶金齿轮在出炉时就非常清洁。

　　真空热处理装置分类

　　真空热处理炉按照作业性质可以分为周期式、半连续式和连续式三种类型。按照炉型结构可以分为单室炉、双室炉、三室炉和多室炉几种类型。

　　单室低压真空渗碳炉对零件进行加热渗碳和高压气淬两道工序都在同一室内进行，冷速及生产效率相对较低。双室低压真空渗碳炉是由一个加热渗碳室和一个气淬室组成的。零件在两个室内分别进行加热和冷却，可以显著提高冷速和生产效率。三室低压真空渗碳炉除了加热室以外，还配备了油冷室和气淬室，分别进行油淬法和气淬法操作。而多室低压渗碳高压气淬炉则是由若干个渗碳室、扩散室、气淬室、油淬室等组成的。

　　与周期式真空渗碳炉相比，半连续式和连续式真空渗碳炉的生产效率更高，分别比前者高25%和40%左右。由这两种设备构成的半连续式和连续式低压渗碳高压气淬自动生产线将成为今后高品质粉末冶金齿轮等零件渗碳热处理设备的发展趋势之一。