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6个热处理案例分析

01
440C 氮化氮化案例

a.前面聊过了,440C属不锈钢,氮化的难点是破膜。此次工艺采用的液体氮化+气体氮化

b.液体氮化1h+气体氮化10h(工艺温度570℃,气体组成:氨气,氮气各50%)

c.检测结果:表面硬度   HV1100

          距表面0.03mm   HV1000

          距表面0.06mm   HV930

          距表面0.09mm   HV766

          距表面0.12mm   HV431

          距表面0.15mm   HV381

金相图片略(因工作变动,未有保存)白两层0.008mm,有明显裂纹;脉状组织层0.058mm,氮化层0.116mm.

02
眼镜专用模具钢~ICS-22案例

日本牌号,化学成分:C0.55~0.65   Mn0.55~0.75   Cr5.00~6.00     Si0.15~0.35

a.退火工艺:860℃保温,降温至760℃等温,炉冷至500℃出炉

b.淬火工艺:1030℃加热,油淬或气淬。200℃回火后硬度58-62HRC   300℃回火后硬度58-62HRC    400℃回火后硬度47-48HRC  


03
端子机刀片,客户提供样品,样品是日本产,能否用国产材料替代?

a.光谱分析:

C0.75   Si0.24 Ni0.11 Mn0.27 Cr3.86 Al0.006 Mo3.27 V1.36 Co0.12 W9.37  

成分类似中国7W7Cr4Mo3V2(低碳高速钢)

b.刀片硬度HRC65。

c.建议换用GD钢,工艺900℃淬火,400℃回火,硬度55HRC,客户试用状况较好。(口述“较好”无与日本刀片使用效果对比数据)


.知识点,

摘自《新编工模具钢金相热处理》pg60~61. 6CrNiMnSiMoV钢的代号为GD钢,是一种碳化物偏析小而淬透性高的高强韧性钢。总合金量的质量分数在4%左右。它的合金化特点是在CrWMn钢的基础上,适当降低含碳量,以减少碳化物偏析,同时增加镍、硅、锰,以加强基体的强度和韧性,少量钼和钒,可以细化晶粒、提高淬透性和耐磨性,并增加回火稳定性。 铬的作用主要在于提高淬透性。 通过最佳的热处理工艺,可使GD钢获得较多的板条马氏体。 碳化物细小而均匀,总量也较少。 淬火温度较低,温度区间宽,尤其适于中小企业的热处理条件。 它可以取代CrWMn 钢和部分取代Cr12MoV钢制造冷作模具,模具使用过程中很少崩刃和断裂

04
紫铜带退火案例

紫铜带退火,客户提供样品,要求热处理后,跟样品硬度一样。

 a.来料硬度    HV115~119,样品硬度  HV54~59

 b.真空回火炉,600℃,保温70min,气冷,硬度HV58~61


知识点:纯铜因其表面形成一层氧化亚铜薄膜呈紫色,又称紫铜。

(1)纯铜具有优良的导电性,仅次于银;

(2)无磁性;

(3)导热性性非常好,仅次于银;

(4)面心立方晶格,良好的塑性;

(5)良好的抗腐蚀性,但在氨或氨盐及氧化性的硝酸和浓硝酸介质中,抗蚀性很差。

(6)良好的电镀和钎焊性能。


05
密封圈T2退火案例

某密封圈,材料T2,要求退火,硬度要求HV40-60,热处理后做钝化处理

a.来料硬度,HV95

b.工艺一:真空炉(条件限制,当时采用真空油淬炉),零件打包,600℃,保温120min,炉冷至400℃,冷室中,气冷;硬度HV46.63,表面光亮

c.工艺二:普通炉打包,600℃,保温90min,空冷,硬度HV42.07,表面黑色,钝化后,表面有凹坑

d.客户反馈,工艺二,使用效果好,但表面需要改善

c.量产工艺:制作不锈钢的盒子,带盖子,零件整齐的放入盒内,再放入适量的木炭,盖上盖子,将盒子整体打包。600℃,保温240min,空冷。颜色,暗黄,硬度HV40~43。


06
滴注式气氛的计算问题

某日,大郎在《热处理技术400问解析》中看到,如图

甲醇气氛:氨=2:8;个么,如何计算甲醇滴量和氨气流量呢?请教了汪老师,汪老师毫无保留地给大郎做了讲解,经同意,可以分享在大郎笔记中,在此,鄙人以及代表同行者们向汪老师致谢。

a.几个假设 :炉胆空间按50%;大炉胆换气按1.2倍计算,不按3倍计算。

b.以炉罐Φ900*1300的炉子为例

   炉胆空间V1=3.14*0.45*0.45*1.3*1000*50%=413L

  甲醇(气体):x L/h      氨气:y  L/h   

   x/y=2:8      y=4x

   则,气体总体积V2=x+y=5x

   V2=1.2V1

   5x=495.6

   x=99.12 l/h=1.652 l/min (留意,这里是甲醇气体的体积,不是甲醇液体的体积)

  假设甲醇液体的体积  V3

  V3*0.7913*1000g/l    *22.4  l/mol   =1.652

              32                  


 上式中0.7913  甲醇的密度  ;32   分子量;22.4   摩尔体积常数


V3=2.98 ml/min      滴量剂滴量  25d(滴)=1ml

甲醇滴数=2.98*25=74.56  d/min

取值75d/min

综上:甲醇  75d/min   氨气2.4立方/小时


2)氮甲醇气氛中的CO%的计算(热处理之家论坛aaron01的帖子)

  某型号多用炉使用氮甲醇气氛,氮气流量4.6立方/小时,甲醇流量是4.2升/小时,假定通入多用炉后,在900℃温度下,甲醇完全分解,求此时气氛中的CO的含量是多少?其它气体组分的含量是多少?

CH3OH=CO+2H2

一升甲醇(液体)的气体体积=0.7915*1000/32  *22.4=554.05立方

由化学方程式,一体积的甲醇生成3体积的气体(1/3是CO;2/3是H2),一升甲醇(液体)产气量=554.05*3=1.66立方

4.2升甲醇分解的CO体积=4.2*1.66*1/3=2.324立方

4.2升甲醇分解的H2体积=4.2*1.66*2/3=4.648立方

总体积=2.324+4.648+4.6(氮气)=11.572立方

CO体积占比=2.324/11.572=20%

H2体积占比=4.648/11.572=40%

来源:大郎笔记

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