渗氮层厚度定多少合适？20CrMnTi渗碳淬火后还要再渗氮一遍吗
我们厂做的是工程机械用的行星减速机太阳轮，模数3，齿数18，材料20CrMnTi，原来工艺就是渗碳淬火+低温回火，最近客户那边反馈说齿面接触疲劳寿命不够，让我们再想办法提升一下硬度。
我看有人提过渗碳完之后再加一道渗氮，氮化层0.3~0.5mm，齿面硬度能往上抬一截，但又怕渗氮温度低、时间长把渗碳层搞出回火软化。也有师傅说直接换材料做渗氮钢比如42CrMo，省一道工序。我们这边热处理外协的多，自己炉子控温也就±8℃的样子。
想问下各位，这种工况下渗氮层厚度定多少合理？还有渗碳后到底能不能再叠一道渗氮，温度时间怎么配？
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你这种情况我建议渗氮层不要堆太厚，0.25~0.35mm就够，模数3的齿渗氮层超过0.4mm脆性会明显上来，氮化物沿晶界析出那层根本撑不住接触应力。我们这边42CrMo调质+渗氮，太阳轮模数4，氮化层控在0.30±0.05mm，齿面硬度HV650~780，跑了两万多台没听过齿面点蚀反馈。
20CrMnTi渗碳完再叠渗氮不是不能干，但温度一定卡在500℃以下，最好490±5℃，时间按0.3mm层深算大概35~45小时，渗碳层回火软化主要看温度，你外协那边如果温控±8℃还凑合，但炉冷段一定要快冷通过400~350℃那个回火脆区，别让齿面在脆温区停留太久，否则冲击韧性要掉。
温度卡490℃我没意见，但层深0.3mm做太阳轮偏薄了点吧，模数3的齿工作齿高都快3mm了，氮化层才0.3mm在啮合区只是表面强化，真要提升接触疲劳寿命不如把渗碳层加深到1.2~1.5mm，齿面硬度58~62HRC完全够用。你外协能控温±8℃还行，关键看渗碳炉的碳势稳不稳，碳势波动±0.1%以内才行。
直接换42CrMo渗氮路线更稳，渗碳淬火对外协炉子要求太高了，渗氮对外协门槛低得多，渗氮炉温500℃多点也比较好控，炉子不行的话渗碳容易出现异常组织和网状碳化物。你们工件不大，一次装炉量肯定够，没必要硬扛渗碳淬火路线。
