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热处理问答:来自热处理一线的分享

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本文来自于热处理车间的工作人员的工作笔记分享。希望对广大读者朋友有借鉴意义,文章只代表分享者个人观点,如有不同意见,欢迎在留言区留言参与讨论。交流使你我进步。


1

本公司接到一新产品,42CrMo齿圈需做氮化,其中有一要求:0.1mm处硬度≥600HV0.3该如何制定工艺?

该氮化工艺:510℃×50h,Kn=4-4.5 可以吗?

答:

1.你的想法是可行的

2 氧氮化中通O2或CO2都是为了解决ε相脆性问题。

3 颜色与工艺关系并不大,白色是缓冷后出炉的;局部淡红色是密封不好或有H2O、O2等较高温度进入氧化所致,但一般不影响内在质量,仅仅是不好看。

4 齿圈选择氮化或软氮化以及缓冷主要是为了解决变形,要从这个思路去创新


2

多用炉保护气氛做出的产品多多少少,都存在内氧化问题。有时候严重些,在当前设备的条件下,请问如何才能减少内氧化,需要从那几个方面着手呢?

答一:1.提高设备的密封性

2、提高渗剂的纯度

3、提高淬火时冷却速度

答二:

上面的同行讲的很好,设备、材料、工艺、淬火油冷速等全部涉及到。

我的理解:1 前清洗很重要,加工油残留带入炉中对齿轮内氧化影响很大。2 前清洗后烘干也很重要,可以结合脱脂/预氧化进行。这里大家注意所谓的预氧化温度不能太高,尤其是小模数齿轮(轿车、摩托车齿轮),预氧化温度高了反而非马层加重,与材料中Si等含量有关。

3 多用炉通NH3是有效的,但前提是保证液氨气化后的除水效果,否则,结论就相反了,但除水的确比较困难。连续炉是不能通氨的,独立保温室炉子除外(爱协林结构)。

4 采用快速淬火油、提高冷速/搅拌很好,但齿轮变形解决不了是会被老板炒鱿鱼的。


3

40Cr材料的减速机齿圈用氮化好还是用氮碳共渗好?

答:我个人觉得用软氮化(氮碳共渗)不但可节约时间,还不易生成脆性相,而工艺也不复杂.好处多多.但就我了解,类似工件还是用普通氮化的多,还有一家用氧氮共渗(540-580),出来的银白色很漂亮.还有个厂是直接滴氨水(570),这我都有点想不通,不过出来的工件也还好,就是颜色不好看.


4

齿轮不正火,碳氮共渗能达标吗?

答:齿轮毛坯一般要进行正火处理:提高切削性能,细化晶粒,减小随后热处理变形。但不能讲不正火就一定C-N共渗后不合格,不正火可能出现问题:-变形大;-组织粗大。很多农机齿轮和低成本齿轮毛坯就是锻打空冷后直接加工的。



5

请大家讨论下齿轮碳与碳氮共渗的优劣比较?说明各工艺方法的好处,操作可行性,成本,等方面的优劣,并请大家把碳氮共渗的工艺、设备、工装提出来,大家相互参照讨论下

答:渗碳和碳氮共渗哪个好?不能一概而论。1 氮氮共渗不出现缺陷的前提下耐磨性、表面硬度要高于渗碳,接触疲劳强度高于渗碳齿轮。有大量的学术论文报道。2 碳氮共渗容易出现“三黑”致命缺陷,工艺过程对设备要求很严格。在国内碳氮共渗与渗碳在井式炉中应用非常普遍,但要注意关注“三黑”并解决的的不多,与生产产品要求不高有关,在齿轮行业就要求很严。3 浅层零件(0.15-0.5mm)多采用C-N共渗,表面硬度容易达到。4 井式炉、多用炉后期通氨进行碳氮共渗目的是为了解决非马层深超标问题,与中温碳氮共渗工艺有区别。5 连续推盘线不推荐采用碳氮共渗,我个人观点弊大于利,容易造成沿晶非马超标。6 同样的服役条件,碳氮共渗层深要比渗碳的浅一些为好。因此,比较节能应该大力推广,国外也如此,这就需要我等同行在“三黑” 控制上做得更好。7 在重载齿轮/构件上,渗碳淬火仍然是绝对首选工艺。


6

渗碳齿轮所用材料大都是含碳量小于0.25%的低碳钢或低碳合金钢,一般采用正火或等温正火工艺进行预处理,加工过程中常遇到因金相组织中含有大量铁素体,硬度较低而导致拉、插齿加工时粘刀、不断削以致擦伤加工面或使加工面起毛;或者因组织中出现粒状贝氏体,硬度较高而导致刀具崩刃或刀具损耗快。不同金相组织、不同硬度对不同切削加工方式(如车、拉、插、滚、剃等)的加工性能是不同的,球状组织对车加工最有利;片状珠光体对拉削加工最好;如20CrMnTi钢,正火组织为铁素体+珠光体,硬度为156~209HB时,滚、剃齿加工性能良好,但会出现拉齿加工困难现象,而采用调质处理,金相组织为回火索氏体+铁素体,硬度为180~220HB时,其车削性能好,而插齿加工性能又差、且效率很低。究竟什么样的硬度、组织最适合各种切削加工性能,希望大家都来参与讨论。

答:渗碳钢的加工性能主要表现在滚、剃、拉削上,车削一般不是问题,硬度控制与机床、刀具和加工习惯有很大关系,不能一概而论。1 滚齿、螺旋铣齿毛坯硬度要求与模数有很大关系,小模数硬度高一些170-190HB,大模数(m=4.5以上)硬度低一些150-175HB。2 硬度虽然重要,但金相组织也很关键,许多厂子不大注意这一点,对硬度要求多一些。金相组织中等轴状P+F切削性能最好。出现粒贝最差,但实际生产中往往有误区。这主要是因为出现粒贝硬度高,新刀切削光洁度好(容易产生误区的地方),但寿命很短没太注意。3 渗碳钢除了挤压成型或冷摆碾外,一般不能进行球化退火或调质处理得到球状组织,因为球状组织滚、剃加工性能很差。


7

如何检查甲醇、丙酮的含水量?

答:最简单的方法是把甲醇和丙酮装在烧杯中燃烧,烧到最后杯底所剩的就是水分。但这也只能是大概的检测方法,具体要得出多少水分含量还需专业的仪器来检测。。。如果怀疑甲醇和丙酮有水分可以定期把装甲醇和丙酮的容器的底部放点掉(水的比重重,存在底部).....供参考。1 ,用醇度计(密度计)直接测量密度,但甲醇的不好买,可买乙醇的;用乙醇密度计直接测量分析甲醇的密度,记下位置,再测工业甲醇的,相对比较。2 ,用燃烧法也很好,但要注意燃烧时要用重物将烧杯压到冷却水中,保证甲醇中的水不要蒸发。


8

冷挤压渗碳处理后的局部粗晶组织产生原因?如图:

答:

1 粗晶问题出在冷挤压后的加热或者渗碳加热上,由于形变量大小适中,造成恢复再结晶产生了粗晶。

2 与渗碳温度高低没有直接关系,不是渗碳过热造成的。




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