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申请/专利权人：郑机所(郑州)传动科技有限公司

摘要：本发明属于齿轮渗氮技术领域，尤其涉及一种小模数齿轮全齿廓一致性离子渗氮方法，采用齿根激光冲击强化（LSP）预处理、渗氮气氛中加入适当氩气、调整炉压、电压等工艺参数，改善轮齿根部的离子渗氮效果，达到提高齿根弯曲疲劳强度的目的。

主权项：1.一种小模数齿轮全齿廓一致性离子渗氮方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）预处理：将齿轮齿根附近表面进行激光冲击强化预处理，针对DZ2材质，模数5mm齿轮，齿根LSP预处理工艺参数为：Nd：YAG高功率激光冲击强化装置，激光波长1064nm，激光能量5~7J，脉冲宽度15~20ns，光斑直径2.2~2.4mm，重复频率0.5Hz，以1~2mm厚的均匀流水层为约束层，以0.1mm厚的黑胶带或不透明铝箔为吸收保护层，光斑搭接率为50~75%；（2）装炉：将预处理的齿轮表面的加工毛刺、氧化皮和污染物去除，于电阻炉内200~300℃下烘烤，降温后进行装炉，装炉时，齿轮与炉壳距离不得小于30mm；装炉的随炉试样为长方体形和三联齿齿形试块，其材料、预处理状态与齿轮相同，随炉试样的被检测表面加工粗糙度Ra小于0.8μm，其表面清洁，装炉时放在能代表齿轮渗氮质量的位置上；（3）离子渗氮工艺处理，具体操作包括以下步骤：a.抽真空：将炉压抽至50Pa以下时，送高压起辉；b.打弧：用0~5A电流打散弧清理齿轮表面，调整炉压为150~300Pa、电压650~750V、导通比15~85%；c.给气通水：辉光趋于稳定后，增大电压、电流，控制升温速度为200~250℃h，齿轮升温至300℃后，通入200~500mLmin氢气，保持700~750V电压、150~250Pa气压加强溅射；d.升温：通入氢气，按流量1.0~1.5Lmin，调整炉压至250~280Pa，以低于100℃h的升温速度缓慢升温；e.均温：当齿轮温度接近450℃时，视炉内温度均匀情况，调整炉压参数均温处理1~2小时；f.第一段渗氮工艺：齿轮温度升至520~530℃时再次均温进行离子轰击1小时，按4~10%供氮比通入氮气、氢气、氩气混合气，氢气流量1.5Lmin，氮气流量210mLmin，氩气流量400mLmin，调节蝶阀开度25°，调整电压、电流值，维持炉压于300Pa，稳定温度；g.第二段渗氮工艺：完成第一段渗氮工艺10~15小时后，加大电压、电流值升温至550~560℃，氮、氢、氩混合气按第二段供氮比10~15%通入，氢气流量1.2Lmin，氮气流量280mLmin，氩气流量400mLmin，维持炉压300~350Pa；h.第三段渗氮工艺：第二段渗氮进行30~45小时后，减小电压、电流和供氮比，使其保持在第一段渗氮参数下进行保温渗氮12小时；i.降温停炉：随炉降温，加大冷却水流量，停供氮、氢、氩气，切断阴极电压，辉光熄灭，打开蝶阀抽真空至极限后，关蝶阀停泵；j.出炉：齿轮温度降至150℃以下时，停冷却水，炉体内充大气，出炉。

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