齿轮轴渗碳淬火表面硬度和有效硬化层低

liuwu4520 · 发表于 2019-7-12 13:57:04

各位老师和热处理专家，能否帮我分析下，材料20CrMnTi，渗碳淬火，要求表面硬度58-62，有效硬化层0.8-1.1㎜，心部硬度24-40HRC；现检测结果为表面56-58，有效硬化层0.3-0.4，渗碳层有0.9-1.0左右，心部硬度32HRC！组织金相如下图所示，请各位帮我分析下原因！
PS:我们这个产品是个长轴类，直径100，长度330，刚开始是我们四号炉做的，产品比较正常，后面由于炉子生产不过来，把该产品放至五号炉去生产！五号炉和四号炉是一样的型号，唯一不同的是淬火油不一样！四号炉是等温淬火油，五号炉是高温淬火油！生产出来的结果是，表面硬度偏低，深层只有0.2㎜，但是渗碳层有0.95㎜！当时怀疑是五号炉，高温淬火油冷透性能不行，相当于没淬到火！后面将该产品从新拉回四号炉生产，强渗时间50min，0.9碳势！结果还是和五号炉一样，有效硬化层和心部硬度都很低！第一张图片是最后一张图片的放大400倍

T透的水滴 · 发表于 2019-7-12 13:57:05

检查5#炉设备是否存在故障，漏气，漏水等

liuwu4520 · 发表于 2019-7-12 14:08:55

组织情况如下图！对边补渗前后组织金相！

伯瓦尔 · 发表于 2019-7-13 12:37:30

以在下看来，零件的硬化层不足可由零件表面出现了黑色的托氏体组织，再结合零件的要求，实际的状况只有一点点的硬化层，可以认为是淬火冷速不够。对于轴类1.0mm硬化层，是否有G油来进行淬火？零件的表面硬度不足一方面是由于冷速不够，一方面是由于表面含碳量低，对于您这个零件，我个人更倾向于冷却介质的冷速不足。

伯瓦尔 · 发表于 2019-7-13 12:40:32

5号炉生产效果不好是因为油冷速不足，4号炉的话就不好说了，油可能也有老化问题，临时降低一下油温或者提一提淬火温度加强油搅拌试试

伯瓦尔 · 发表于 2019-7-13 12:43:00

零件表现出现托氏体，足以证明是没淬上，就在冷却上找问题，大数是油的环境发生变化了。

liuwu4520 · 发表于 2019-7-13 14:35:46

用的是新炉子，新油！应该问题不大！感觉有点像表面碳浓度不足！

伯瓦尔 · 发表于 2019-7-13 16:09:19

不同意楼上，纵使淬火温度高，剩余热多，所提升淬火油的温度也不足以产生高温回火。楼主看下是不是这样：当零件返工，返工后和返工前表面的含碳量就不同，所以二者的淬火温度也应该不一样，如果仍用原来的淬火温度结果就会有所不同？

伯瓦尔 · 发表于 2019-7-13 19:35:32

在高温淬火油中，余热是不会引起回火的，造成硬度低可能是因为高温淬火油冷速较慢，蒸汽膜形成后破裂周期长，零件心部传导给表面的热量就会聚集，产生自回火，另外，在返工前，零件是否进行过高温退火？加热保温时间是否足够？

liuwu4520 · 发表于 2019-7-15 09:33:22

伯瓦尔发表于 2019-7-13 19:35
在高温淬火油中，余热是不会引起回火的，造成硬度低可能是因为高温淬火油冷速较慢，蒸汽膜形成后破裂周期长 ...

原来5号路高温油可能确实有这种问题!

wangyx · 发表于 2019-7-16 11:45:57

对于轴类零件，哪怕是20CrMnTiH的材料，我们通常不用高温油，就是怕出现淬不上的问题。

liuwu4520 · 发表于 2019-7-17 16:16:40

拿了一根渗碳后的轴，重新奥氏体话淬火！有限硬化层达1.35mm，说明表面碳浓度够，冷却不行！现初步判定为淬火油不适合！

dchj0532 · 发表于 2019-7-17 16:32:47

比较奇怪4号炉也不行了，淬火过程是单件处理还是多件处理？淬火油是否搅拌？

tianhuoliuyun · 发表于 2019-7-18 21:51:24

1.同型号零件，与以前合格件心部硬度样件进行对比是不是也低？

2. 表层碳含量只要达到0.5%，冷却速度足够，硬度能得到 58HRC。如有条件可做光谱检测表面碳含量；没条件直接正火也可通过金相判断大致碳含量。

qianhongyi2019 · 发表于 2019-7-22 14:22:34

有没有可能是淬火温度低了？楼主一直没说奥氏体化温度（加热温度）、转运时间和工件厚度。

liuwu4520 · 发表于 2019-7-27 09:16:44

qianhongyi2019 发表于 2019-7-22 14:22
有没有可能是淬火温度低了？楼主一直没说奥氏体化温度（加热温度）、转运时间和工件厚度。

淬火温度830-850都试过了！

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