解析高频感应退火机对内齿圈进行热处理过程中的氮化处理工艺

内齿圈是一种轮式拖拉机末端传动内齿圈，是轮式拖拉机行星减速器上的重要零件，模数为4.25，齿数为70，利用高频感应退火机对其热处理过程中，通常需采用42CrMo钢氮化处理，要求齿面渗氮层深≥O.Imm，齿面硬度≥600HV，心部硬度为24～35HRC。内齿圈基体调质硬度适当控制在上限范围，一般限制在28～35HRC，增加基体强度。轮式拖拉机的工作条件相对恶劣。因行星减速器是其关键部件，起着降变速度、传递动力等功用，可靠性要求高，验收时需进行1000h满负荷运转以及2000次满负荷冲击试验，不得失效。

氮化处理是指一种在一定温度下一定介质中使氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺。经氮化处理的制品具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温的特性。

氮化处理是在利用高频感应退火机对内齿圈热处理时，提高齿轮接触疲劳寿命的一种很有效的途径，其疲劳极限的提高主要在于渗氮层内形成的有利的残余内应力。渗氮层内吸收的氮浓度越高，渗氮层体积变化越大，渗层中压应力也越大，基体强度越高，阻碍渗层胀大的作用越强，渗层中压应力也越大。如果基体强度增大，轮齿的塑性变形抗力也增大，有利于防止接触疲劳的发生。渗氮层深度控制在0.35～0.55mm之间，下限深度只稍超过最大切应力的分布深度，考虑到齿面滑动摩擦不可避免，剪切应力峰只会外移。因残余压应力的良好作用，峰值还会有所降低，没有必要考虑更多的安全系数。上限不再提高许多，除考虑给予一定范围方便操作及尽量节省渗氮时间外，主要是考虑渗层深度再较多增加会使表面残余压应力反而降低，带来不利影响，表面硬度应≥550HV。