在齿轮渗碳热处理过程中，有些部位不需要渗碳，需要采取必要的防渗碳保护措施，主要方法有：机械去除法、镀铜法和涂料法。镀铜法的质量高但成本较贵，而且镀液污染环境。机械去除法是在渗碳后将渗碳层用机械加工方法去除，会增加工序，降低生产效率。与这些传统工艺相比，涂料法成本可降低1/3～1/2，防渗效果及可靠性均优于镀铜工艺。本文通过对KR-AC03L防渗碳涂料进行防渗试验，证明该涂料应用于齿轮渗碳热处理过程中，可以起到较好的防渗效果。

1.试验方法

试验选用与某厂齿轮同材料的18CrNiMo7-6直径为40mm的试样进行防渗试验，渗碳层深为4.1~4.8mm，渗碳后淬火。分别在试样的四周（见图1）涂覆防渗碳涂料KR-AC03L，涂刷前保证工件表面清洗干净无油，涂层均匀，涂料涂好后自然晾干时间＞1h。

图1 防渗碳涂料试验试样

2.防渗碳试验结果

试样经过渗碳淬火出炉后的表面状态如图2所示。

图2 渗碳淬火后试样

从图中可以看出，涂层在长时间高温下性能稳定、不流淌，涂层淬火后仅少许脱落，这样可以保护淬火介质不受污染，涂层后续可以采用抛丸、喷砂等机械方式去除。

取出炉后的试样进行切割，检测试验的硬度梯度和显微组织。试样涂防渗碳涂料部位的表面组织如图3所示，试样防渗部位的硬度梯度见图4。

图3 涂防渗碳涂料的表面组织（200×）

从图3可以看出：涂防渗碳涂料的试样表面金相组织为低碳马氏体，没有渗碳层。由于防渗碳涂料具有很好的防渗效果，可有效阻止碳原子渗入试样表面，所以试样表面在渗碳气氛中没有产生渗碳层，再经淬火回火后表面的金相组织与芯部一样均为低碳马氏体。

图4 试样防渗面硬度梯度

硬度检测采用的是显微硬度计，芯部硬度为46.8HRC，表面硬度为47HRC；从硬度结果来看，KR-AC03L防渗碳涂料达到了很好的防渗效果。

3.应用实例

根据防渗碳涂料的试验结果，将KR-AC03L防渗碳涂料应用于某厂层深为4.1~4.8mm的齿轮轴上。渗碳淬火零件出炉后的表面状态如图5所示。检测了齿轮零件端面的硬度如图6所示。

图5 渗碳淬火后齿轮零件

图6 齿轮零件端面硬度

从图中可以看出，涂层淬火后几乎不脱落；对齿轮轴端面检测硬度，3个区域内硬度分别为：41.9HRC、41.3HRC、43.7HRC；40.5HRC、41.0HRC、41.9HRC；42.2HRC、43.2HRC、43.4HRC。从硬度结果来看，该部位没有渗碳层，硬度较低，KR-AC03L防渗碳涂料达到了预期的防渗效果。

4.结语

（1）KR-AC03L防渗碳涂料对渗碳层深度为4.1～4.8mm的零件，能有效的阻止碳向工件表面的渗入。

（2）工件渗碳淬火后，涂层几乎不脱落，不会污染淬火介质。

（3）根据防渗碳试验结果，对齿轮零件端面涂KR-AC03L防渗碳涂料进行渗碳保护后进行渗碳热处理，结果该部位没有渗碳层，硬度较低，用于齿轮零件的局部防渗碳，防渗效果较好。

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责任编辑：王元

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