內花鍵齒輪(見圖1)是ZJ30鑽機傳動機構的重要傳動零件，承載能力大，其性能好壞直接影響整機的傳動性能，因此要求齒輪必須具備較高的精度和良好的耐磨性。
1. 問題的提出
內花鍵齒輪採用20CrMnTi鋼。技術要求為：表面滲碳淬火硬度56～62HRC,硬化層深0.8～1.1mm。生產工藝流程為：鍛造→正火→粗車→拉花鍵→車外圓→滾齒→滲碳淬火→磨內花鍵→滾齒→鉗→成品入庫。由於滲碳淬火造成內孔漲大，內花鍵孔磨不起來，嚴重影響齒輪的精度，造成許多產品報廢，合格率僅為60％。
2. 變形原因分析
滲碳變形會使工件前期加工獲得的精度受到嚴重損失，而且多數難以通過後續工序(磨齒、校直)來彌補。工件滲碳變形的影響因素涉及到工件的設計、原材料以及加工整個過程中的諸多環節，但影響變形的最主要的矛盾還是滲碳溫度的控制。表1列舉了三種不同溫度的工藝對齒輪變形的影響。從中可以看出，隨著工藝溫度的降低，工件熱處理變形引起的精度損失由2～3級降低到了1級以下，其意義遠遠超過後期的磨齒、校直等修形技術。
由於工件在加熱、冷卻時各部分溫度變化的不同時性，會引起工件熱應力和組織應力的變化，當兩者之和大於該瞬問溫度下工件的塑性抗力時，就會在這一部位發生不可逆的變形——熱處理變形。
3. 工藝改進方法
從工藝參數上有幾項改進：
(1)降低工藝溫度，工件的高溫強度損失減少，塑性抗力增強。這樣工件的抗應力變形、抗高溫蠕變(工件因自重或受壓而產生變形，大件、薄壁件更顯著)的綜合能力就會增強，變形就會減少。
(2)如果工藝溫度降低，工件加熱、冷卻的溫度時間減少，各部位溫度不一致性也會減少，導致的熱應力也相對減少，這樣變形就會減少。
(3)熱處理工藝時問縮短，工件的高溫蠕變時間減少，變形也會減少。降低滲碳工藝溫度、提高滲碳或碳氮共滲速度，幾十年來一直是國內外熱處理界人士孜孜以求的理想目標，但由於基礎技術條件的限制和傳統理論的束縛，多年來一直很難突破。BH滲碳技術大膽突破傳統理念，可以在工藝溫度降低40℃以上的條件下實現快速滲碳，它同時還有節能、環保和高效等優點。在內花鍵齒輪滲碳淬火上採用BH催滲技術，由於增加了滲碳氣氛的活性，使工藝溫度由920℃降低到880℃，改進后，我們對前後3個月產品的變形情況進行了統計，結果見圖2和表2。
由結果統計圖和結果表可以看出：
(1)採用BH技術后，齒輪的內孔變形量顯著減少，合格率達到90%以上。
(2)採用BH技術后，各變形統計曲線出現一個較長的水平線，說明變形的一致性、規律性增強，這樣可以通過在加工前預留變形量的方法，使工件在滲碳淬火后的尺寸遷移到所要求的範圍內，從而更好地控制工件的最終變形。
4. 使用效果對比
對使用BH催滲技術前後的內花鍵齒輪滲碳淬火變形的情況統計如表3所示。
5. BH催滲技術在其他滲碳產品上的推廣應用
BH催滲技術除了在齒輪上得到成功的應用外，我們還在其他滲碳產品上運用，如在柱塞泵凡爾體和凡爾體座、小連桿以及高壓管匯產品的各種活動彎頭等產品上廣泛運用。其主要效果體現在兩個方面：
(1)減少複雜件滲碳變形。
(2)提高生產工效(見表4)。
催滲劑可以使滲碳劑分解產生碳離子，由於碳離子比碳原子直徑小，滲入工件的能力更強，速度更快，使氣氛活性提高，在同樣溫度條什下，可提高滲碳速度20％以上。
從表4中看出，使用催滲劑后，滲碳時間縮短2～3h。其成本計算為：縮短2～3h，滲碳爐功率150kw，工業用電按0.7元／kw·h。節電:2.5×150×0.7元：263元；每一爐消耗催滲劑成本約135元；實際每一爐降低成本：263—135元=128元。
6. 結語
滲碳溫度降低后工件的高溫強度損失相對減少，塑性抗力增強，使工件的抗淬火變形能力增強；工藝溫度降低后工件加熱、冷卻的溫度區間相對減少，由此而引起的各部位溫度不一致性也會降低，熱應力和組織應力也相對減少，變形就會減少；工藝溫度降低加上工藝時間縮短，則工件的高溫蠕變時間減少，變形相應減少。
雖然齒輪和其他複雜滲碳件的變形很難控制，但通過降低滲碳溫度，控制前期熱處理條件等是可以有效地控制齒輪滲碳淬火變形的。通過以上分析和工藝改進可知：運用BH催滲技術可以實現降低溫度滲碳，使內花鍵齒輪滲碳淬火變形量控制在合格範圍以內，使產品合格率由60%提高到90%,以上
