夏远海，颜培庆，杨 亮，孟传斌

(烟台丰东热技术有限公司，山东 福山 265500)

渗碳或碳氮共渗过程中的内氧化指高温下含氧气氛的氧与表层易氧化的合金元素化合成氧化物，并沿晶析出。内氧化的实质是：在高温下吸附在零件表面的氧沿奥氏体晶粒边界扩散，并和与氧有较大亲和力的元素(如Ti、Si、Mn、Cr、Al等)发生氧化反应，形成金属氧化物，造成氧化物附近基体中合金元素的质量分数降低，淬透性变差，渗层中出现黑色组织将降低零件的表面硬度、耐腐蚀性、抗弯疲劳强度和接触疲劳强度，从而显著降低零件的使用寿命。本文以20CrMnTi减速驱动轴上花键齿轮内氧化工件为例，对其形成原因进行分析并提出改进措施。

1 概况

本文内氧化工件为减速驱动轴上花键齿轮，材质为20CrMnTi，技术要求：渗碳淬火回火后淬硬层深度CHD=1.1～1.6 mm，表面硬度58～62 HRC，心部硬度30～45 HRC，依据GB/T 25744—2010《钢件渗碳淬火回火金相检验》判定，表层组织马氏体+残余奥氏体1～4级，碳化物1～2级，心部铁素体1～3级，内氧化≤0.020 mm。在丰东UBE-1000型设备上生产，该设备滴入甲醇作为载气，通入丙烷作为富化气，用氧探头测量炉内的氧含量，换算成碳势后进行控制。渗碳淬火工艺如图1所示。炉温低于设定温度齿轮进炉，淬火后3 h内进行回火，回火工艺为(175±5) ℃×3 h。该产品生产百余炉，内氧化层深(5点平均)为0.017～0.019 mm。但客户提高检测要求，要求内氧化层深(5点平均)≤0.015 mm。

图1 零件渗碳、淬火工艺Fig.1 Carburizing and quenching process of the parts

2 结果及分析

2.1 内氧化层

渗碳淬火回火后零件内氧化图片如图2所示，内氧化层深平均为0.018 mm，超出最新检测要求。……