薄壁零件碳氮共渗淬火质量控制研究

卢锐，柯文敏，张朝铭，吴超，汤俊礼

中国航发南方工业有限公司 湖南株洲 412002

1 序言

弹性轴承座内环（以下简称“内环”）是某飞机发动机上的零部件，在工作过程中，存在不断滑动、滚动等相对运动过程，并与其他零件之间有摩擦，同时还承受了一定的交变弯曲应力和接触疲劳应力，有时还会有一定的冲击力，工作条件非常恶劣[1]。与服役条件相对应，该零件常见的失效形式有过量磨损、表面剥落、断裂等。因此，对该零件的技术要求是表面具有高硬度、高耐磨性、高接触疲劳抗力。因为碳氮共渗层比渗碳层有更高的硬度、耐磨性、耐蚀性、弯曲强度和疲劳接触强度[2]，但一般碳氮共渗层比渗碳层浅，所以一般用于承受载荷较轻、要求高耐磨性的零件。因此，对内环采用碳氮共渗淬火，以获得高的表面硬度，以及较高的尺寸精度。

内环采用的材料是12Cr2Ni4A钢，具有高的淬透性，经碳氮共渗淬火加低温回火后，不但表面有很高的硬度，且心部强度和韧性、塑性匹配很好[3]。这种材料可广泛用于制造各种发动机重要受力耐磨零件，如分气双齿轮、弹性传动齿轮、主动齿轮、从动齿轮，以及各种轴、销子、活塞和滚动轴等。该零件在碳氮共渗淬火时，对变形控制有严格要求，但由于零件本身特点（壁薄）以及压力机淬火操作有一定难度等原因，使零件容易产生变形[4]。

本文主要针对内环碳氮共渗淬火后的变形以及导致的硬度偏低问题，通过采取淬火前试套芯模，改变零件装炉方式，以及加工完后校正的方法，来改善内环的碳氮共渗淬火质量。……