本发明涉及一种提高风电齿轮气体渗碳效率的预氧化工艺。
背景技术：
风电齿轮是风力发电机组的关键部件，由于风力发电机组一般安置在荒郊、野外、山口、海边等风能较大且周围无遮挡物之处，自然环境恶劣，交通不便，修复十分困难，风电齿轮一旦出现故障，将严重影响到风场的经济效益，因此对齿轮的可靠性和工作寿命提出了很高的要求。
目前，在国内外齿轮的表面硬化技术中，渗碳处理因其技术的成熟性及随着温度控制、碳势控制等配套技术的发展，一直是风电齿轮强化的首选工艺，然而，采用常规气体渗碳存在着工艺周期长、能源消耗高、劳动强度大等问题，严重影响了生产效率。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是：基于上述问题，本发明提供一种提高风电齿轮气体渗碳效率的预氧化工艺。
本发明解决其技术问题所采用的一个技术方案是：一种提高风电齿轮气体渗碳效率的预氧化工艺，包括以下步骤：
(1)将渗碳钢加工切割成试样。渗碳钢优选20crmnmo钢，将试样加工成m12齿型试样。
(2)将试样进行调质处理，调质处理为先升温至840℃保温30min，然后将样品立即放入油中冷却，再升温至680℃保温30min，取出空冷至室温。
(3)将试样置于程控箱式电炉中，进行预氧化处理，设置炉温为350～500℃，保温时间为45～60min；
(4)将预氧化处理后的试样放入气体渗碳多用炉中，升温到800℃，保温2h，保持0.4％碳势进行渗碳，然后升温至920℃，保持碳势1.2％进行4h强渗碳，再降低碳势到0.68％进行4h扩散，随后炉冷至820℃，保温2h后再随炉降温；然后取出试样放入油中冷却，油温50℃；最后170℃保温5h，出炉空冷。
(5)取出试样，待冷却后采用hxd-1000tmc型显微硬度计测量其截面显微硬度，进而测量其渗碳层深。
本发明的有益效果是：
(1)克服了常规气体渗碳效率低，生产周期长的不足；
(2)通过预氧化的处理方法，首先试样表层浸润性增加，有利于活性碳原子的吸附，另外试样表面生成一层氧化膜，在渗碳过程中氧化膜会逐渐被还原，形成疏松多孔的扩散通道，在渗碳过程中为碳原子提供了更多的吸附中心和扩散通道，显著提高气体渗碳效率，提高渗碳层厚度；硬度梯度较好；
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是实施例1得到的截面显微硬度与常规工艺气体渗碳的截面显微硬度对比图；
图2是实施例2得到的截面显微硬度与常规工艺气体渗碳的截面显微硬度对比图；
图3是实施例3得到的截面显微硬度与常规工艺气体渗碳的截面显微硬度对比图；
其中，gc代表常规气体渗碳，po1+gc代表实施例1，po2+gc代表实施例2，po3+gc代表实施例3。
具体实施方式
现在结合具体实施例对本发明作进一步说明，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
实施例1
(1)将20crmnmo钢加工成m12齿型试样；
(2)将试样进行调质处理，先升温至840℃保温30min，然后将样品立即放入油中冷却，再升温至680℃保温30min，取出空冷至室温。
(3)将试样置于程控箱式电炉中，进行预氧化处理，设置炉温为350℃，保温时间为45min；
(4)将预氧化处理后的试样放入气体渗碳多用炉中，升温到800℃，保温2h，保持0.4％碳势进行渗碳，然后升温至920℃，保持碳势1.2％进行4h强渗碳，再降低碳势到0.68％进行4h扩散，随后炉冷至820℃，保温2h后再随炉降温；然后取出试样放入油中冷却，油温50℃；最后170℃保温5h，出炉空冷。
(5)取出试样，待冷却后采用hxd-1000tmc型显微硬度计测量其截面显微硬度，进而测量其渗碳层深，截面显微硬度见图1。
实施例1试验结果：
预氧化处理+气体渗碳获得的渗碳层深约为1.46mm，相比于常规气体渗碳所获得的1.22mm的渗碳层深增加了0.24mm，相当于渗碳效率提高了19.7％，且硬度梯度较好。
实施例2
(1)将20crmnmo钢加工成m12齿型试样；
(2)将试样进行调质处理，先升温至840℃保温30min，然后将样品立即放入油中冷却，再升温至680℃保温30min，取出空冷至室温。
(3)将试样置于程控箱式电炉中，进行预氧化处理，设置炉温为350℃，保温时间为60min；
(4)将预氧化处理后的试样放入气体渗碳多用炉中，升温到800℃，保温2h，保持0.4％碳势进行渗碳，然后升温至920℃，保持碳势1.2％进行4h强渗碳，再降低碳势到0.68％进行4h扩散，随后炉冷至820℃，保温2h后再随炉降温；然后取出试样放入油中冷却，油温50℃；最后170℃保温5h，出炉空冷。
(5)取出试样，待冷却后采用hxd-1000tmc型显微硬度计测量其截面显微硬度，进而测量其渗碳层深，截面显微硬度见图2
实施例2试验结果：
预氧化处理+气体渗碳获得的渗碳层深约为1.48mm，相比于常规气体渗碳所获得的1.22mm的渗碳层深增加了0.26mm，相当于渗碳效率提高了21.3％，且硬度梯度较好。
实施例3
(1)将20crmnmo钢加工成m12齿型试样；
(2)将试样进行调质处理，先升温至840℃保温30min，然后将样品立即放入油中冷却，再升温至680℃保温30min，取出空冷至室温；
(3)将试样置于程控箱式电炉中，进行预氧化处理，设置炉温为500℃，保温时间为45min；
(4)将预氧化处理后的试样放入气体渗碳多用炉中，升温到800℃，保温2h，保持0.4％碳势进行渗碳，然后升温至920℃，保持碳势1.2％进行4h强渗碳，再降低碳势到0.68％进行4h扩散，随后炉冷至820℃，保温2h后再随炉降温；然后取出试样放入油中冷却，油温50℃；最后170℃保温5h，出炉空冷。
(5)取出试样，待冷却后采用hxd-1000tmc型显微硬度计测量其截面显微硬度，进而测量其渗碳层深，截面显微硬度见图3。
实施例3试验结果：
预氧化处理+气体渗碳获得的渗碳层深约为1.57mm，相比于常规气体渗碳所获得的1.22mm的渗碳层深增加了0.35mm，相当于渗碳效率提高了28.7％，并且硬度梯度较好。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性。