齿轮渗碳淬火后心部硬度高怎么办

aaron01

首先恭喜楼主解决了该问题，也很感谢能把结果与大家分享。
楼主碰到的这个问题，根本原因是典型的心部硬度设计与材料淬透性不匹配，若今后还要生产同样的零件，除了与客户沟通加强原材料成分控制以外，如果可能的话，建议楼主更换淬火介质，选择冷速更慢的油，用更低的搅拌速度，总之降低冷速的方法能够降低心部硬度。
楼主返工使用的是亚温淬火工艺，心部没有完全奥氏体化，心部应该存在未溶铁素体，客户心部组织若没有要求的话，问题应该不大。
返工前的高温回火有两个作用，彻底消除淬火应力防变形开裂，析出碳化物使再加热时晶粒更不容易长大。如果你的零件不是形状特别复杂，有效厚度也不是很大，你的返工目的也不是为了改善组织晶粒情况，可以不用加这道高温回火。

amn727

如果是需要长期干相同的产品,唯一的出路只有一条,就是换油,楼主如果只有一台炉子那以后淬火时只有不开搅拌.

junnan448

20CrMnTi 材料 的零件我们这里的淬火温度都是控制在845度（芯部组织要求4级以下合格），
只要温度低于840度，芯部组织就会高（试样和零件都是）。
不知这里提到的780度、800度淬火芯部组织能合格吗？

霜月

赞同21楼的意见，重新淬火之前无需高温回火。
如果心部组织有要求，780度、800度淬火后铁素体会超过4级。

trainman

淬火温度还是要根据你的材料和大小形状等考虑,当然你的油品也很重要,我现在做的一些齿轮材料相同大的870度淬火只能做到30HRC小的810度淬火却能做到45HRC左右.810度铁素体极少量析出,870度的却没有.但低马形态的不同决定了两者硬度不同.

gwl-100

材料影响比较大，再你的客户对心部硬度要求范围也太窄了吧，能不能考虑让他们放宽要求，汽车齿轮心部硬度没有那么严格吧，可以利用变频器降低冷却风扇转速，加大装炉量也可以降低心部硬度。

ziyouyjq

我公司20CrMnTi 材料用多用炉渗碳淬火，都是860度淬火的，心部硬度没出过差错，基本在40HRC上下，在技术要求范围内

wangwei_gong

在多用炉中渗碳淬火，楼主从900度降到780度后不加保温直接淬火，此时冷却时间不到100分钟，心部硬度还在850度以上，因此，淬火下来心不硬度较高， 为了降低心部硬度，必须降低心部温度，楼主可以考虑用800度淬火，在该温度下保温一定时间，让心部温度也在800度，让后在淬火，这样表面硬度可以保证，心部硬度也不会超过HRC40，太低温度心部组织可能会超过4级！

举一反三

降低搅拌速度，油温可以是55，不用60。出炉温度820，Cp0.8%

T透的水滴

首先从原材料着手，选择20CrMnTiHL型钢材

T透的水滴

其次选择等温分及淬火油

koji1573

回复 21# aaron01


    您好！我还想请问一下，降低冷速是通过什么机制来降低心部硬度的，可以请您指导一下吗？我想把这个问题搞清楚，因为实际生产中可能碰到这样问题的机会很多。谢谢您！

aaron01

回复 32# koji1573

我认为渗碳淬火的材料一般都是低碳钢或低碳合金钢，其淬透性一般都不是很好，考虑心部的化学成分与渗碳无关，那么在油淬的情况下，很少能把心部完全淬透的，换句话说，心部得不到全马氏体，常规截面常规材料心部都是低碳马氏体和贝氏体、铁素体的混合组织，在这种情况下，心部混合组织中马氏体的量决定心部硬度，马氏体的量和冷却速度当然是有关的，C曲线不就是讨论的这个问题吗？因此，冷速快慢是影响心部硬度高低的重要因素。

独语斜阑

20CrMnTi 材料在厚度为15mm的情况下是能够淬透的，正常情况下淬火硬度在30--45HRC之间。出现心部硬度偏高不外乎以下几种情况：一是材料化学成分不合格，特别是含碳量（或者说碳当量）超高；二是工件淬火入油温度过高。必须注意的是显示的炉温是否准确，包括表面与心部的差异，保证均匀很重要。；三是油温偏高；油温对工件心部硬度影响很大。我们一般通过调整油温来调整工件心部淬火硬度；四是工件渗碳后降温淬火与工件由冷态加热淬火是有很大区别的。建议楼主综合考虑。

lfp325324

个人认为没必要高温回火，通常通过静冷就可以达到降低心部硬度的目的，可通过试验验证30S，或1min不等。

koji1573

回复 33# aaron01


    谢谢您的指导！是不是可以这样理解，降低冷速后，会增加过冷奥氏体在贝氏体转变区的停留时间，增加了贝氏体的转变量，从而减少了心部马氏体的转变量，降低了心部的硬度。

aaron01

回复 36# koji1573


    基本正确，你看一下C曲线，横坐标是时间，纵坐标是温度，那么冷却线的斜率就是冷速了，冷速越低，自然过冷奥氏体中发生珠光体和贝氏体转变的量越多，能够在MS点以下进行马氏体转变的残奥量越少啦。

trainman

回复 34# 云阳曲轴


    你的提议我有些不太认同，我多次对同一规格心部硬度差别达到10HRC的两个齿轮进行成份分析，含碳量基本一致，但合金元素却相差很远，所以对一定尺寸的产品而言，合金元素不可忽略。关于油温高心部硬度高，我看还是分油吧，我就喜欢提高油温减少变形，但心部硬度却比低油温时的低。

trainman

回复 37# aaron01


    其实也不完全是这样，象我渗碳后830淬火，心部板马心部硬度偏高，返工，830淬心部依然为板马，但心部硬度合格。其实热处理淬火硬化可以说是把碳固溶的过程，前期保温溶碳，在冷却时碳随温度的下降不可避免的析出，冷得快析出的少，硬度就高，如同样产品水淬和油淬的区别一样，水淬就是要硬一点，抗回火较油淬更强。

aaron01

渗碳后再降温到830C和返工工艺的加热到830C虽然淬火温度是相同的，但两者奥氏体化程度是不一样的，因为第一次奥氏体化是在渗碳温度（一般是900C以上），奥氏体化很充分，合金碳化物基本都溶入奥氏体中，这时奥氏体的化学成分和原材料几乎是一样的。
而返工时由于是在830C奥氏体化的，部分合金碳化物并未溶入到奥氏体中去，使得奥氏体的化学成分比原材料在碳和合金元素方面都要低，引起淬透性下降，因此在这种条件下淬火，心部硬度自然会比前者低。
冷速快慢是一个重要因素，但不是唯一因素啊，心部硬度就是两方面决定，内因材料淬透性，外因是冷却速度。奥氏体化是否充分是通过影响奥氏体化学成分来影响心部硬度的。另外，工件截面厚度的影响也可以归结到心部冷却速度的影响。