热处理后机加出现毛刺(已解决)----实战案例附详细解决过程

bbsbbssb

该零件加工方式，首先是挠出内壁的几个槽，然后内壁感应处理，淬火回火，接着内壁进行精磨。
但是最近一段时间出现了问题。在精磨后槽的边缘位置出现了毛刺，开始以为是精磨设备问题，
但是采用相同零件，在其他车间的感应设备处理后在拿回来精磨，就没有毛刺，于是就把问题锁定
在自己的热处理工序上。开始以为因为硬度低，精磨后挤出毛刺。但是经过实验，无论增加降低处
理后的表面硬度，均出现毛刺。请教厂家，他们说感应回火就是不太稳定，可以试着增加回火的功率
实验了把回火功率提高（暂时先不管硬度降低的问题），已经达到95%功率了，最后结果是，毛刺
情况有所改善，但是依然有，问题依然没有根本解决，况且，这还是在极限情况下实验（不考虑回火
产生的硬度降低），这样依然无法彻底解决，不知道大家有什么高见没?
下为零件图，红线是出现毛刺的地方。



实战过程
前提，该零件原为另一车间生产，采用感应淬火，炉子回火，新线建立，采用感应淬回火。
1、设备调试为表面硬度与淬硬层深度，检测合格，设备验收。验收后第一次批量生产上百件，在热处理后经过磨削发现棱角处有毛刺。
2、经过初步分析，认为可能是硬度不合适，挤压出毛刺，调整回火功率与时间，调整硬度从450HV至650HV，经过调整，磨削后掉块毛刺依然存在。
3、论坛发帖求证，并拿零件在另一车间和本车间设备上来回做对比试验，初步将问题锁定在回火方面，遂进行调整，依然无果
4、对切片进行金相分析，发现该材料存在严重的带状组织，并且在本车间处理后淬层存在大量铁素体，而在其他车间，虽然原料一样，但是淬后带状组织被消除，于是转移方向至消除带状组织，遂又调整淬火。
5、通过加大功率，降低时间，提高加热速度，最终算是把淬层的铁素体消除，但是磨削后依然存在掉块和毛刺。
6、对零件进行纵切，拿合格零件进行对比，包括金相和硬度。在金相基本一致的情况下，发现棱角处，就是有毛刺的地方，硬度偏高。
7、最终修改程序，在感应淬火后。增加一0.5秒加热，前后均为2秒时间等待，同时延长后续感应回火时间，最终问题解决
原因分析：
由于该零件预备热处理为正火，并且正火有存在严重的带状偏析，为了消除带状偏析，调整淬火后，由于该零件为内孔加热，尖角效应严重，导致淬后内孔棱边硬度较高，而且应力集中，磨削会出现裂纹，导致毛刺掉块等现象。于是在淬后增加一0.5秒的加热，利用尖角效应，降低尖角硬度，同时降低应力，而对整个基体并无甚大影响，算是单独对尖角做了一次回火处理，由于是内孔，形状复杂，同时延长后续的回火时间，进一步消除应力，最终问题解决。
一点体会：
由于本人刚工作不久，便碰上此次设备调试，而且由于车间根本无热处理相关人员，我仅仅是个新手，在整个调试过程中仅作为跑腿打打下手的工作，最后调整工艺为设备厂家的老板制定，但是依然让我体会很多。
这是工作第一次完整的碰到一专业问题，并最终解决，相对于日常的工作，收获颇丰（由于工作的性质，流水作业，偏重管理，专业并无所学）。
a、热处理是个耐心细致的活，此次过程前后历时几个月，切过的零件有上百个，然而之前无数次调试能让人到崩溃的边缘（碰到看不到尽头的任务，而没有方向你难道不会觉得崩溃？），然而热处理就是这样，一定要有恒心，而我在此方面尤其欠缺。
b、做任何工作都要从最基础的做起，往往问题都是因为很浅显的原因由于被忽视而隐藏了，尤其热处理，是一门非常注重实践的学科，如式样的切割，制片，硬度的检测，看似枯燥的简单的工作，往往需要投入很多精力，看一个金相只要几分钟，然而切割制片却要几十分钟。而且因为开始没有完整仔细的做硬度检测，忽略了不少问题，问题往往能通过最基础的工作发现，然而最基础的东西往往被我们忽视，这是很多新人的通病，眼高手低。
c、依然是实践，热处理需要实践，大量的实践

[ 本帖最后由 bbsbbssb 于 2009-5-23 08:36 编辑 ]

离哥

1、将感应回火改为在炉内加热回火（真空或保护气氛）
2、改善预备热处理状态
以上是否可行？

bbsbbssb

正在进行实验，淬火后改为炉内加热回火。
该批零件预处理状态为正火。
顺便问下，产生该种情况是什么原因呢？

tong

跟热处理有直接的关系吗?
这种设计结构的工件经过磨后很容易产生毛刺. 如果在槽的边缘有倒角的话就可以避免了.

离哥

可能是组织的问题，具体原因是。。。。。。。
如果这种情况还不行的话，预备热处理状态改为调质或等温正火。

bbsbbssb

原帖由 tong 于 2009-4-17 22:02 发表
跟热处理有直接的关系吗?
这种设计结构的工件经过磨后很容易产生毛刺. 如果在槽的边缘有倒角的话就可以避免了.

这种零件以前一直干都没有问题，但是只是最近一段出现的问题
而且做过对比实验，在别的车间的淬火机床上淬火回火，然后拿回来磨，就没有毛刺，而我们
在自己车间内做就会出现毛刺。唯一不同是别车间使用炉子回火，而我们使用感应回火，
目前正在实验，在我们这里淬火，然后拿别车间炉子回火，看结果。

[ 本帖最后由 bbsbbssb 于 2009-4-17 22:29 编辑 ]

luodan1661

我觉得看回火没有理论依据的，还是把你们的淬火参数和感应器结构等确认一下有什么差异后再说好些

bbsbbssb

昨天拿的实验结果已经出来，在其他车间回火精磨无毛刺，应该是本车间回火工序上有问题
在本车间淬火机床 淬火 然后感应回火  精磨后出现毛刺
拿同样批次的零件，先在本车间淬火，然后去其他车间用炉内回火，然后精磨，无毛刺

[ 本帖最后由 bbsbbssb 于 2009-4-18 12:01 编辑 ]

bbsbbssb

另外在今天上午的实验中，主要针对回火做了修改
在不考虑硬度降低的情况下，增加回火时间，结果依然是：情况有改善，但是出现了另外一种现象，掉块
之前是磨后有毛刺，现在是既有毛刺，又有掉块现象。

luodan1661

炉中回火的温度和时间是怎样的？感应回火的参数是怎样的？

bbsbbssb

炉中回火是160~170 2小时回火
感应回火是控制功率和时间
功率是0.6KW。时间尝试过3 5 10秒  都不行
在回火时间为10S的条件下，精磨后发生掉块。

[ 本帖最后由 bbsbbssb 于 2009-4-18 12:54 编辑 ]

yan2000531

看来你的感应回火肯定有问题，不是毛刺就是掉快，以前没问题，现在有问题，看看是否感应圈间距偏移了

luodan1661

冒失的发表点个人意见：
1、感应回火的时候产生毛刺的地方因为棱角效应而温度偏高，可能超过正常回火温度，而使该处的硬度降低，产生毛刺。
2、炉中回火就不存在第1条说的情况，所以无毛刺。
3、感应回火时间加长后该处的温度会更高，这就出现了因回火加热速度太快而引起的回火裂纹，以致出现掉块的现象，该处硬度也偏低，也会出现毛刺。
4、楼主可以将产生毛刺和不产生毛刺以及掉块的零件切样，对那个特殊部位进行硬度检测和比较，看看我这种说法能否成立。

bbsbbssb

原帖由 luodan1661 于 2009-4-18 17:26 发表
冒失的发表点个人意见：
1、感应回火的时候产生毛刺的地方因为棱角效应而温度偏高，可能超过正常回火温度，而使该处的硬度降低，产生毛刺。
2、炉中回火就不存在第1条说的情况，所以无毛刺。
3、感应回火时间加长 ...

第3条有点疑问。增加回火时间，加热速度应该不变把，我并没有改变功率啊。另外，回火会产生裂纹吗？怎么没听说过啊
正在对零件横切，打硬度，做对比，看看硬度是否均匀。

[ 本帖最后由 bbsbbssb 于 2009-4-18 18:34 编辑 ]

luodan1661

回火不当是会产生裂纹的，回火裂纹和磨削裂纹的原理基本一致。功率不变，时间加长，也就等于把回火温度提高了，相对的回火裂纹的产生是有一定的温度和速度条件的。

bbsbbssb

前一段将合格与不合格零件切开进行硬度检测，硬度合格，两者相同
进行金象分析时，发现不合格的铁素体较多

szchyuan

你淬火都是用高频一批处理，怎么有的脱碳有的没有？
难道来料有问题？还是回火功率问题，局部升温相当于正火？

luodan1661

铁素体较多是指毛刺部位还是基体？铁素体较多和硬度相同是不是矛盾？

老热工

感应回火时由于尖角效应使槽的边缘位置温度偏高，形成低硬度点造成的，虽然低硬度点很小很薄（可能你都检测不到），但磨削一开始形成毛剌后就会粘连到磨削最后完工，这种情况越是增加感应回火温度或时间情况反而会有所严重。而炉内回火就不会出现这种情况。

[ 本帖最后由 老热工 于 2009-5-9 18:09 编辑 ]

bbsbbssb

整个机体，认为可能是淬火未融的铁素体
而且最近发现  原料有较为严重的带状偏析
但是在别车间干的时候就能消除，据他们工艺分析认为是他们的感应淬火温度高，把偏析消除了
而我们车间的淬火输出功率较低，50KW的电源 时间长达7秒，淬火温度不够

哎呀现在时越分析问题越严重，甚至有点认为该机床根本无法满足该种零件的工艺要求了 真是麻烦啊