一、齒輪QPQ表層過度氮碳共滲

氮碳共滲齒輪由于處理不當(dāng)過度滲碳后，表層將會出現(xiàn)塊狀、網(wǎng)狀碳化物，使用時齒輪塑性變形能力降低，耐沖擊性減弱，齒根部彎曲疲勞性能下降，齒尖角變脆，易于崩裂，淬火后滲碳齒輪在磨削加工時易于開裂。

1、原因分析

（1）齒輪在固體介質(zhì)中氮碳共滲時，滲碳箱內(nèi)碳勢過高，又不能任意調(diào)整碳勢，因此滲碳溫度越高，時間越長，表層過共析程度就越大。特別對含有強碳化合物形成元素Cr、Mo的滲碳鋼，碳的擴散較慢，齒輪滲碳層表面碳濃度更高，達到過共析成分的滲碳層，在冷卻時，從奧氏體晶界析出滲碳體形成網(wǎng)狀分布。

（2）在氣體介質(zhì)中氮碳共滲時，若滲碳爐內(nèi)碳勢過高，強滲時間過長，也會出現(xiàn)齒輪表層滲碳過度。

2、預(yù)防措施

（1）固體氮碳共滲時，為了防止碳勢過高造成過度滲碳，可以采用較低的滲碳溫度或使用較弱的滲碳劑。

（2）氣體氮碳共滲時，為了防止表層過度滲碳，在滲碳后期安排擴散階段，強滲和擴散階段的時間可按熱處理工藝操作。

（3）對已經(jīng)產(chǎn)生表層過度滲碳的齒輪，應(yīng)在低碳勢滲碳爐中進行擴散處理，或在碳化物球化退火處理后再進行淬火。

二、齒輪硬化層偏淺

滲碳齒輪表層硬度偏淺，在導(dǎo)致表面硬化層抗剝落性能降低的同時，也導(dǎo)致使用壽命的降低。

1、原因分析

（1）氮碳共滲過程中，滲碳時間太短，滲碳溫度偏低，滲碳層偏淺，爐內(nèi)有效加熱區(qū)溫度分布不均勻，滲碳過程中強滲階段及擴散階段的碳勢控制不當(dāng)，裝爐前齒輪未清除油污及裝爐量過多，所留孔隙太小等因素而造成滲碳齒輪硬化層偏淺。

（2）選擇的齒輪鋼材質(zhì)及淬透性差，淬火介質(zhì)冷卻性能不足，而造成正常滲碳淬火后硬化層偏淺。

2、預(yù)防措施

（1）選用淬透性合適的鋼材作氮碳共滲齒輪材料，嚴格控制齒輪鋼質(zhì)量，入廠前必須對鋼材進行質(zhì)量標準檢查。

（2）嚴格控制滲碳前齒輪表面質(zhì)量、裝爐量、爐內(nèi)溫度、爐內(nèi)碳勢氣氛、強滲和擴散時間、滲碳后淬火溫度、冷卻介質(zhì)等。

（3）對出現(xiàn)氮碳共滲不足的齒輪要進行補滲碳。

三、滲碳層深度不均勻

齒輪表面滲碳層深度不均勻，造成不同部位性能不連續(xù)，薄弱區(qū)域破壞，繼而整個齒輪損壞，嚴重影響齒輪使用壽命。

1、原因分析

（1）固體氮碳共滲時，滲碳箱內(nèi)各部分溫差較大，催滲劑不均勻造成滲碳深度出現(xiàn)較大差別，另外滲碳箱的大小、裝爐量、裝爐方式、升溫速度、滲碳劑的木炭導(dǎo)熱率太低，都會對滲碳層深度有影響。

（2）氣體氮碳共滲時，爐內(nèi)溫度不均勻，爐內(nèi)氣氛循環(huán)不良，裝爐前齒輪未清除油污，齒輪表面碳黑沉積，都可能造成滲碳層深度不均勻。

2、預(yù)防措施

（1）批量生產(chǎn)的齒輪應(yīng)盡量避免采用固體滲碳，必須進行固體滲碳時，應(yīng)嚴格執(zhí)行操作工藝，裝爐量適當(dāng)，催滲劑、木炭要混合均勻。氮碳共滲箱放在爐內(nèi)溫度均勻的中間位置，滲碳過程中間適當(dāng)調(diào)換滲碳箱位置。

（2）氣體氮碳共滲時，要注意爐內(nèi)氣氛充分循環(huán)，爐溫要均勻，清除齒面油污，裝爐量不宜過多，滲碳爐密封性能要好，漏氣的馬弗罐及時更換，定期檢修滲碳爐。

四、淬火后表面硬度偏低

氮碳共滲齒輪表面硬度偏低將會導(dǎo)致齒輪耐磨性和抗疲勞性能降低，對齒面抗摩擦、磨損性能都有不利影響。

1、原因分析

（1）表面脫碳，金相檢查有脫碳層，是因滲碳后正火或淬火過程中保護不力所致。

（2）冷卻速度太低，在顯微鏡下觀察，表層組織不是馬氏體組織而是索氏體組織。金相觀察時，針狀馬氏體耐腐蝕明顯，而索氏體較暗(易腐蝕)。顯微硬度計檢測硬度差別大。

（3）齒輪氮碳共滲溫度、淬火溫度偏高造成淬火后表面殘余奧氏體量過多。

（4）齒輪材料淬透性差及淬火冷卻介質(zhì)的冷卻能力不足。

（5）淬火后回火溫度過高，保溫時間過長。

2、預(yù)防措施

（1）對已造成齒輪表面含碳量低的齒輪采取適當(dāng)增碳處理。

（2）選擇淬透性合適的材料和冷卻能力適當(dāng)?shù)睦鋮s介質(zhì)，淬火冷卻。

（3）預(yù)先采取措施，減少淬火后的殘余奧氏體量。對含有過多殘余奧氏體的滲碳齒輪，進行一次650~670℃、3h以上的高溫回火，使合金碳化物析出一部分，從而降低重新加熱淬火時的奧氏體穩(wěn)定性，促使奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變。

（4）齒輪氮碳共滲冷卻或重新加熱淬火時應(yīng)在保護氣氛下進行，對已經(jīng)發(fā)生氧化現(xiàn)象的齒輪應(yīng)除掉氧化皮，進行表層滲碳后再進行淬火。

（5）齒輪表層硬度偏低若是回火溫度過高所致，應(yīng)重新淬火，選擇合適溫度進行回火。

五、齒輪心部硬度不足

氮碳共滲齒輪心部要求具有一定的硬度。硬度偏低，齒輪材料的屈服點降低，易產(chǎn)生心部塑性變形，使齒輪表面硬化層抗剝落性能及齒根彎曲疲勞性能降低。

1、原因分析

（1）齒輪材料淬透性差，齒輪材質(zhì)差，鋼材內(nèi)部帶狀組織嚴重。

（2）齒輪氮碳共滲后，直接淬火前預(yù)冷溫度過低或滲碳后重新淬火時，淬火溫度偏低。

（3）冷卻速度不夠，金相組織觀察，不是低碳馬氏體組織，而是索氏體組織。

（4）心部有大量未溶鐵素體存在，是由于加熱溫度偏低或加熱時間不足造成。

2、預(yù)防措施

（1）選用冷卻性能好的冷卻介質(zhì)淬火，使心部獲取低碳馬氏體組織。

（2）選擇適當(dāng)?shù)拇慊饻囟群图訜釙r間，使心部獲得均勻的奧氏體，以便淬火后獲取馬氏體組織。

（3）選用淬透性好、材質(zhì)好的鋼材作滲碳齒輪材料。