12Cr2Ni4A钢主动齿轮两次碳氮共渗工艺研究

游平平, 赵明鹏

(南京机电液压工程研究中心，江苏 南京 211106)

碳氮共渗(亦称氰化)是钢在奥氏体状态下, 通过将活性介质分解出的碳和氮原子渗入钢表面, 以提高表面硬度和耐磨性等性能的化学热处理方法[1]。碳氮共渗本质上是以渗碳为主同时渗入氮的化学热处理工艺。目前，已广泛应用于齿轮、轴承等机械零件的表面强化处理。

某航空机载装备中的主动齿轮如图1所示，其材料为12Cr2Ni4A，是某产品中的重要零件。由于齿轮和花键受力大小和性质不一样，因此提出的深度要求也不同。在保证心部柔韧性的同时还要确保表面的耐磨性，因而需对表面和心部强化处理提出不同的技术要求。目前，国内关于两次氰化方面研究较少。另外，相同材料在成分上的细小差异，往往会使心部硬度出现很大的偏差。为了避免这一偏差，同时满足两种渗层深度要求，本文针对该零件进行两次氰化试验研究。

1 零件状况

主动齿轮设计要求齿廓表面和T表面渗层深度0.55～0.75 mm，硬度58～62HRC；内花键齿两侧工作面渗层深度0.15～0.4 mm，硬度≥56 HRC；中心硬度34～41 HRC。金相组织按HB 5492—2011《航空钢制件渗碳、碳氮共渗金相组织分级与评定》-Ⅲc的要求执行。该类型零件两次氰化难度在于：

图1 零件形状图Fig.1 Part shape drawing

1)零件的氰化面为齿部和内花键，尺寸较小，氰化过程中容易产生尖角效应，金相组织不易合格。因此，需要严格控制渗剂浓度；

2)零件外齿的两次氰化，需要严格控制渗剂的浓度和氰化过程，保证零件的氰化深度、硬度及表面金相组织合格。……