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滲碳淬火常見缺陷與對策

發(fā)布日期:2018-01-17

滲碳層出現(xiàn)大塊狀或網狀碳化物

缺陷產生原因:表面碳濃度過高

1.滴注式滲碳,滴量過大

2.控制氣氛滲碳,富化氣太多

3.液體滲碳,鹽浴氰根含量過高

4.滲碳層出爐空冷,冷速太慢

對策

1.降低表面碳濃度,擴散期內減少滴量和適當提高擴散期濕度,也可適當減少滲碳期滴量

2.減少固體滲碳的催碳劑

3.減少液體滲碳的氰根含量

4.夏天室溫太高,滲后空冷件可吹風助冷

5.提高淬火加熱溫度50~80?C并適當延長保溫時間

6.兩次淬火或正火+淬火,也可正火+高溫回火,然后淬火回火

 

滲層出現(xiàn)大量殘余奧氏體

缺陷產生原因:

1.奧氏體較穩(wěn)定,奧氏體中碳及合金元素的含量較高

2.回火不及時,奧氏體熱穩(wěn)定化

3.回火后冷卻太慢

對策:

1.表面碳濃度不宜太高

2.降低直接淬火或重新加熱淬火溫度,控制心部鐵素體的級別≤3級

3.低溫回火后快冷

4.可以重新加熱淬火,冷處理,也可高溫回火后重新淬火

 

表面脫碳

缺陷產生原因:

1.氣體滲碳后期,爐氣碳勢低

2.固體滲碳后,冷卻速度過慢

3.滲碳后空冷時間過長

4.在冷卻井中無保護冷卻

5.空氣爐加熱淬火無保護氣體

6.鹽浴爐加熱淬火,鹽浴脫氧不徹底

對策:

1.在碳勢適宜的介質中補滲

2.淬火后作噴丸處理

3.磨削余量,較大件允許有一定脫碳層(≤0.02mm)

 

滲碳層淬火后出現(xiàn)屈氏體組織(黑色組織)

缺陷產生原因:滲碳介質中含氧量較高:氧擴散到晶界形成Cr、Mn、Si的氧化物,使合金元素貧化,使淬透性降低

對策:

1.控制爐氣介質成分,降低含氧量

2.用噴丸可以進行補救

3.提高淬火介質冷卻能力

 

心部鐵素體過多,使硬度不足

缺陷產生原因:

1.淬火溫度低

2.重新加熱淬火保溫時間不足,淬火冷速不夠

3.心部有未溶鐵素體

4.心部有奧氏體分解產物

對策:

1.按正常工藝重新加熱淬火

2.適當提高淬火溫度延長保溫時間

 

滲碳層深度不足

缺陷產生原因:

1.爐溫低、保溫時間短

2.滲劑濃度低

3.爐子漏氣

4.鹽浴滲碳成分不正常

5.裝爐量過多

6.工件表面有氧化皮或積炭

對策:

1.針對原因,調整滲碳溫度、時間、滴量及爐子的密封性

2.加強新鹽鑒定及工作狀況的檢查

3.零件應該清理干凈

4.滲層過薄,可以補滲,補滲的速度是正常滲碳的1/2,約為0.1mm/h左右

 

滲層深度不均勻

缺陷產生原因:

1.爐溫不均勻

2.爐內氣氛循環(huán)不良

3.炭黑在表面沉積

4.固體滲碳箱內溫差大及催滲劑不均勻

5.零件表面有銹斑、油污等

6.零件表面粗糙度不一致

7.零件吊掛疏密不均

8.原材料有帶狀組織

對策:

1.滲碳前嚴格清洗零件

2.清理爐內積炭

3.零件裝夾時應均勻分布間隙大小相等

4.經常檢查爐溫均勻性

5.原材料不得有帶狀組織

6.經常檢查爐溫、爐氣及裝爐情況

 

表面硬度低

缺陷產生原因:

1.表面碳濃度低

2.表面殘余奧氏體多

3.表面形成屈氏體組織

4.淬火溫度高,溶入奧氏體碳量多,淬火后形成大量殘余奧氏體

5.淬火加熱溫度低,溶入奧氏體的碳量不夠,淬火馬氏體含碳低

6.回火溫度過高

對策:

1.碳濃度低,可以補滲

2.殘余奧氏體多,可高溫回火后再加熱淬火

3.有托氏體組織,可以重新加熱淬火

4.嚴格熱處理工藝紀律

 

表面腐蝕和氧化

缺陷產生原因:

1.滲劑不純有水、硫和硫酸鹽

2.氣體滲碳爐漏氣固體滲碳時催滲劑在工件表面融化,液體滲碳后,工件表面粘有殘鹽

3.高溫出爐,空冷保護不夠

4.鹽爐校正不徹底,空氣爐無保護氣氛加熱,淬火后不及時清洗

5.零件表面不清潔

對策:

1.嚴格控制滲碳劑及鹽浴成分

2.經常檢查設備密封情況

3.對零件表面及時清理和清洗

4.嚴格執(zhí)行工藝紀律

 

滲碳件開裂

缺陷產生原因:

1.冷卻速度過慢,組織轉變不均勻

2.合金鋼滲后空冷,在表層托氏體下面保留一層未轉變奧氏體在隨后冷卻或室溫放置時, 轉變成馬氏體,比容加大,出現(xiàn)拉應力

3.第一次淬火時,冷卻速度太快或工件形狀復雜]

4.材質含提高淬透性的微量元素(Mo、B)太多等

對策:

1.滲后減慢冷卻速度,使?jié)B層在冷卻過程中完全共析轉變

2.滲后加快冷卻速度,得到馬氏體+殘余奧氏體。松弛內層組織轉變產生的拉應力

3.淬火開裂應減慢冷卻速度、含微量元素作工藝試驗,或提高淬火介質溫度

 

高合金鋼氫脆

缺陷產生原因:

1.爐氣中含氫太高

2.滲碳溫度太高利于氫擴散

3.滲后直接淬火,氫來不及析出以過飽和狀態(tài)存在于鋼中

對策:

1.滲碳后緩慢冷卻

2.直接淬火后,迅速在250?C以上回火

3.零件出爐前停止供給滲劑,通入氮氣排氫后,直接淬火

 

滲層碳濃度低

缺陷產生原因:

1.爐內碳勢低,溫度低,滴量少,爐子漏氣

2.工件表面形成碳黑或被炭黑覆蓋,裝爐量太多

3.爐子氣氛不均勻,爐壓太低,使爐子局部造成死角

4.工件間距離太小,爐子循環(huán)不暢

5.滲后冷卻時脫碳

對策:

1.滲碳時,經常檢查爐溫、滲劑滴量

2.注意爐氣、爐壓

3.防止爐子漏氣和風扇停轉、反轉

4.工件之間距離大于1cn

5.經常燒碳黑,清理爐內積炭,滲后入冷卻井冷卻,在井中倒煤油或甲醇保護

 

滲碳層過厚

缺陷產生原因:

1.滲碳溫度太高,保溫時間太長

2.滴量過大,爐內碳勢高

3.試樣檢驗不準

對策:

1.針對原因,采取工藝措施

2.滲層超過圖樣上限要求,不合格,但與圖樣規(guī)定相差0.05mm時,可以仲裁合格或申請回用

 

滲碳件畸變過量

缺陷產生原因:

1.滲碳時裝爐方法或夾具選擇不當

2.滲碳溫度太高,爐氣、爐壓不均和不穩(wěn)定

3.直接淬火溫度過高

4.不適當安排兩次淬火

5.加熱方式不當,淬火劑及冷卻方式不當

6.淬火返修次數太多

7.零件上滲碳層的濃度和深度不均勻,淬火時造成無規(guī)則翹曲

8.工件形狀復雜,壁厚不均勻,有的面滲碳,有的面不滲碳或少滲碳

對策:

1.長桿狀件應垂直吊放,平板零件要平放,零件在夾具上要平穩(wěn)不能受預應力,出爐操作要平穩(wěn)、爐溫要適當

2.直接淬火應預冷,盡量用一次淬火代替二次淬火,正確選擇熱處理工藝

3.預先留出機加工余量

 

滲碳速度很慢

缺陷產生原因:

1.溫度過低

2.滲劑太多,零件表面積炭

3.滲劑含硫量過多

4.風扇軸承用MoS2潤滑,潤滑油進入爐內,使硫增加

5.風扇軸承漏氣、氧氣進入爐中

6.風扇軸冷卻水滲漏入爐

對策:

針對缺陷采取相應措施

 

滲碳件淬火后表面剝落

缺陷產生原因:

1.固體滲碳劑活性過分強烈

2.滲碳溫度過高,大量碳原子滲入工件表面來不及擴散,過渡不好形成表面碳濃度過高

對策:

1.將高碳勢件在保護氣氛中(碳勢(體積分數)為0.8%)加熱2~4h,以減少表面碳濃度

2.也可將此件在質量分數為3%~5%的蘇打和木炭中加熱至920~940?C,保溫2~4h,以減少表面碳濃度

 

零件上出現(xiàn)玻璃狀凸瘤

缺陷產生原因:

1.固體滲碳時,滲碳中由于SiO2質量分數2%以上所致

2.SiO2高溫和Na2CO3作用,生成玻璃狀物質粘附在工件表面,形成凸瘤

對策:

1.固體滲碳時,滲劑應純凈

2.舊滲碳劑徹底篩去塵埃

3.去除滲劑中砂石及封口用耐火粘土

 

滲碳件出現(xiàn)反常組織

缺陷產生原因:

1.鋼中和滲碳介質中含氧量過高所致,使淬火時出現(xiàn)軟點使耐磨性降低

2.滲碳劑應干燥去水分

對策:

1.適當提高淬火溫度延長保溫時間,使組織均勻化

2.選用淬火烈度大的淬火介質

 

過熱

缺陷產生原因:

1.滲碳時過勢或淬火加熱時過勢,使晶粒長大,脆性增加

2.滲碳時過勢,不但表層含碳量增加,同時碳化物也增加,出現(xiàn)萊氏體

對策:

1.采用正火,使晶粒細化

2.鹽爐加熱淬火,工件不能緊靠電極

3.檢查儀表是否失靈

 

 

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