滲碳件常見缺陷與對策
滲碳層出現(xiàn)大塊狀或網(wǎng)狀碳化物
缺陷產(chǎn)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(nèi)減少滴量和適當(dāng)提高擴散期濕度,也可適當(dāng)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(fēng)助冷
5.提高淬火加熱溫度50~80oC并適當(dāng)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(chǎn)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(chǎn)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(zhì)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(chǎn)生原因:滲碳介質(zhì)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(zhì)成分,降低含氧量
2.用噴丸可以進行補救
3.提高淬火介質(zhì)冷卻能力
心部鐵素體過多,使硬度不足
缺陷產(chǎn)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(chǎn)物
對策:
1.按正常工藝重新加熱淬火
2.適當(dāng)提高淬火溫度延長保溫時間
滲碳層深度不足
缺陷產(chǎn)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(diào)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(yīng)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(chǎn)生原因:
1.爐溫不均勻
2.爐內(nèi)氣氛循環(huán)不良
3.炭黑在表面沉積
4.固體滲碳箱內(nèi)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(yán)格清洗零件
2.清理爐內(nèi)積炭
3.零件裝夾時應(yīng)均勻分布間隙大小相等
4.經(jīng)常檢查爐溫均勻性
5.原材料不得有帶狀組織
6.經(jīng)常檢查爐溫、爐氣及裝爐情況
表面硬度低
缺陷產(chǎn)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(yán)格熱處理工藝紀(jì)律
表面腐蝕和氧化
缺陷產(chǎn)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(yán)格控制滲碳劑及鹽浴成分
2.經(jīng)常檢查設(shè)備密封情況
3.對零件表面及時清理和清洗
4.嚴(yán)格執(zhí)行工藝紀(jì)律
滲碳件開裂
缺陷產(chǎn)生原因:
1.冷卻速度過慢,組織轉(zhuǎn)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(zhuǎn)變奧氏體在隨后冷卻或室溫放置時, 轉(zhuǎn)變成馬氏體,比容加大,出現(xiàn)拉應(yīng)力
3.第一次淬火時,冷卻速度太快或工件形狀復(fù)雜]
4.材質(zhì)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(zhuǎn)變
2.滲后加快冷卻速度,得到馬氏體+殘余奧氏體。松弛內(nèi)層組織轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的拉應(yīng)力
3.淬火開裂應(yīng)減慢冷卻速度、含微量元素作工藝試驗,或提高淬火介質(zhì)溫度
高合金鋼氫脆
缺陷產(chǎn)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250oC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(chǎn)生原因:
1.爐內(nèi)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?fàn)t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(jīng)常檢查爐溫、滲劑滴量
2.注意爐氣、爐壓
3.防止?fàn)t子漏氣和風(fēng)扇停轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)
4.工件之間距離大于1cn
5.經(jīng)常燒碳黑,清理爐內(nèi)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(chǎn)生原因:
1.滲碳溫度太高,保溫時間太長
2.滴量過大,爐內(nèi)碳勢高
3.試樣檢驗不準(zhǔn)
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(chǎn)生原因:
1.滲碳時裝爐方法或夾具選擇不當(dāng)
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(dāng)安排兩次淬火
5.加熱方式不當(dāng),淬火劑及冷卻方式不當(dāng)
6.淬火返修次數(shù)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(fù)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(yīng)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(yù)應(yīng)力,出爐操作要平穩(wěn)、爐溫要適當(dāng)
2.直接淬火應(yīng)預(yù)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(yù)先留出機加工余量
滲碳速度很慢
缺陷產(chǎn)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(fēng)扇軸承用MoS2潤滑,潤滑油進入爐內(nèi),使硫增加
5.風(fēng)扇軸承漏氣、氧氣進入爐中
6.風(fēng)扇軸冷卻水滲漏入爐
對策
針對缺陷采取相應(yīng)措施
滲碳件淬火后表面剝落
缺陷產(chǎn)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?jǐn)?shù))為0.8%)加熱2~4h,以減少表面碳濃度
2.也可將此件在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%~5%的蘇打和木炭中加熱至920~940oC,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(chǎn)生原因:
1.固體滲碳時,滲碳中由于SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%以上所致
2.SiO2高溫和Na2CO3作用,生成玻璃狀物質(zhì)粘附在工件表面,形成凸瘤
對策:
1.固體滲碳時,滲劑應(yīng)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(游離鐵素體,游離滲碳體或網(wǎng)狀鐵素體在二次滲碳體周圍)
缺陷產(chǎn)生原因:
1.鋼中和滲碳介質(zhì)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(yīng)干燥去水分
對策:
1.適當(dāng)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(zhì)
缺陷產(chǎn)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(xì)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