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模具鋼材滲碳 淬火常見缺陷及解決方案

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模具鋼材滲碳 淬火常見缺陷及解決方案

發布日期:2018-12-08 作者:威光節能(neng) 點擊:

滲碳件常見缺陷與對策  

            

滲碳層出(chu)現大塊狀(zhuang)或網狀(zhuang)碳化物


缺陷產生原因:表面碳濃度(du)過高

1.滴注式滲(shen)碳,滴量(liang)過大

2.控(kong)制(zhi)氣(qi)氛滲碳,富化(hua)氣(qi)太多

3.液體滲碳,鹽浴氰根含量過高

4.滲碳層(ceng)出爐空(kong)冷(leng),冷(leng)速太慢


對策:

1.降低表面碳(tan)濃度,擴(kuo)(kuo)散(san)期(qi)內(nei)減(jian)少滴量和適(shi)當(dang)提(ti)高擴(kuo)(kuo)散(san)期(qi)濕度,也(ye)可適(shi)當(dang)減(jian)少滲碳(tan)期(qi)滴量

2.減少固體滲碳的(de)催碳劑

3.減少液體滲碳的氰根含量  

4.夏天室(shi)溫太高,滲后(hou)空冷件(jian)可吹(chui)風助(zhu)冷  

5.提高(gao)淬(cui)火加熱溫度50~80oC并適(shi)當延長(chang)保溫時間  

6.兩次淬火或(huo)正(zheng)火+淬火,也(ye)可正(zheng)火+高溫回火,然后淬火回火


滲層(ceng)出現大量殘(can)余奧氏體


缺陷產生原因:

1.奧(ao)氏(shi)(shi)體較穩定,奧(ao)氏(shi)(shi)體中碳及合(he)金元素的含量較高

2.回(hui)火不及(ji)時,奧氏體熱穩定化

3.回火(huo)后(hou)冷卻(que)太慢


對策:

1.表面碳濃(nong)度不宜太高  

2.降(jiang)低直接淬火(huo)(huo)或重新加(jia)熱淬火(huo)(huo)溫度,控制心部(bu)鐵素(su)體的級(ji)別(bie)≤3級(ji)

3.低溫回火后(hou)快冷(leng)  

4.可(ke)以重新加熱淬火,冷處(chu)理,也可(ke)高溫回火后重新淬火


表面脫碳


缺陷產生原因:  

1.氣(qi)體滲碳后期,爐(lu)氣(qi)碳勢低

2.固體滲碳后,冷卻速度(du)過慢

3.滲碳后空冷時間過長

4.在冷(leng)卻井中無保護冷(leng)卻  

5.空氣爐加熱淬火(huo)無保(bao)護氣體  

6.鹽(yan)(yan)浴(yu)爐(lu)加(jia)熱(re)淬火,鹽(yan)(yan)浴(yu)脫氧(yang)不(bu)徹底


對策:

1.在碳勢適宜的介(jie)質(zhi)中補滲

2.淬火后作噴丸處理

3.磨削(xue)余量,較大(da)件允許有一定脫碳層(ceng)(≤0.02mm)


滲碳層淬火后(hou)出現屈氏體組織(黑色組織)


缺陷產生原因:滲碳介質中含氧量較高(gao):氧擴散(san)到晶(jing)界(jie)形成(cheng)Cr、Mn、Si的氧化物,使(shi)(shi)合金元素貧化,使(shi)(shi)淬(cui)透性降低(di)


對策:

1.控制爐氣介質成分,降(jiang)低含(han)氧量

2.用噴(pen)丸可以(yi)進行(xing)補救(jiu)

3.提高淬火介質冷卻能力  


心(xin)部(bu)鐵素體過多,使(shi)硬度不足


缺陷產生原因

1.淬火溫(wen)度低(di)  

2.重新加熱淬火(huo)保溫時間不足,淬火(huo)冷速不夠(gou)

3.心部有未溶鐵素體  

4.心部有(you)奧氏體(ti)分解產物


對策:

1.按正常工藝重新加(jia)熱淬火  

2.適(shi)當提高淬火(huo)溫(wen)度延長保(bao)溫(wen)時(shi)間(jian)


滲碳層深度不足


缺陷產生原因:

1.爐溫(wen)低、保溫(wen)時間短

2.滲劑濃度低

3.爐(lu)子(zi)漏氣(qi)  

4.鹽浴滲碳(tan)成分不正常(chang)

5.裝爐量過多  

6.工件(jian)表面有氧(yang)化皮(pi)或積炭


對策:

1.針對原(yuan)因(yin),調整滲碳溫(wen)度、時間(jian)、滴量及爐(lu)子(zi)的密封性

2.加強新鹽鑒定及工(gong)作狀況的(de)檢查

3.零件應該清理(li)干凈  

4.滲(shen)層過薄,可以(yi)補(bu)滲(shen),補(bu)滲(shen)的(de)速度是正常滲(shen)碳的(de)1/2,約(yue)為0.1mm/h左(zuo)右


滲層深度不均勻


缺陷產生原因:

1.爐溫不均勻  

2.爐(lu)內氣氛循環不良

3.炭黑(hei)在表面沉積  

4.固體滲碳箱內溫(wen)差(cha)大及催(cui)滲劑不均(jun)勻

5.零件表面有銹斑、油污(wu)等

6.零件(jian)表(biao)面(mian)粗糙度不一致

7.零件吊掛疏密(mi)不均

8.原材料有帶狀(zhuang)組織


對策:

1.滲碳前嚴格清洗(xi)零件

2.清理爐內積炭  

3.零件裝夾時應均勻分布(bu)間(jian)隙大小相等

4.經常檢查(cha)爐溫均(jun)勻性

5.原材料不(bu)得有帶(dai)狀組織  

6.經(jing)常檢查爐(lu)溫、爐(lu)氣(qi)及(ji)裝爐(lu)情況


表面硬度低


缺陷產生原因:

1.表面(mian)碳(tan)濃度低  

2.表面殘余奧(ao)氏體多

3.表面形成屈(qu)氏體(ti)組織  

4.淬火溫度(du)高(gao),溶入奧氏(shi)體碳量多,淬火后形成大量殘余(yu)奧氏(shi)體

5.淬火加熱溫度低,溶(rong)入奧氏(shi)體(ti)的碳量不夠(gou),淬火馬氏(shi)體(ti)含碳低

6.回火溫度過高


對策:

1.碳濃度低,可以(yi)補滲(shen)  

2.殘余奧(ao)氏體(ti)多,可(ke)高溫回火后再加熱淬火

3.有(you)托氏體組織,可以重新(xin)加熱淬火

4.嚴格熱處理工(gong)藝(yi)紀律


表面腐蝕和氧化


缺陷產生原因:  

1.滲劑不純有(you)水、硫和硫酸鹽  

2.氣體滲(shen)碳(tan)爐漏氣固體滲(shen)碳(tan)時催滲(shen)劑(ji)在工件(jian)表面(mian)融化,液體滲(shen)碳(tan)后(hou),工件(jian)表面(mian)粘有殘鹽

3.高溫出爐(lu),空冷保護不夠(gou)  

4.鹽爐校正不(bu)徹底,空氣爐無保護氣氛(fen)加熱,淬火(huo)后不(bu)及時清洗

5.零件(jian)表面(mian)不清潔(jie)


對策:

1.嚴格(ge)控(kong)制滲碳(tan)劑及(ji)鹽浴成(cheng)分(fen)

2.經常檢查(cha)設備密封情況  

3.對零件表面及時清(qing)理(li)和清(qing)洗(xi)

4.嚴格執(zhi)行工(gong)藝(yi)紀律


滲碳件開裂


缺陷產生原因:

1.冷卻速(su)度過慢,組織轉(zhuan)變不均勻(yun)  

2.合金鋼滲后(hou)空冷,在(zai)(zai)表層托氏(shi)體下(xia)面保留(liu)一層未轉變奧(ao)氏(shi)體在(zai)(zai)隨后(hou)冷卻或(huo)室溫放(fang)置(zhi)時, 轉變成馬(ma)氏(shi)體,比容(rong)加大,出現拉應(ying)力

3.第(di)一次淬火時,冷卻速度太快或工件形狀(zhuang)復雜(za)]

4.材(cai)質含(han)提高(gao)淬透性的微量(liang)元(yuan)素(Mo、B)太多等


對策:

1.滲后(hou)減慢冷卻速(su)度,使(shi)滲層在冷卻過程中(zhong)完全共析轉變  

2.滲后加快冷卻速度,得到(dao)馬氏體(ti)+殘余奧(ao)氏體(ti)。松弛內層組織轉變產生的拉應力

3.淬火開裂應(ying)減慢(man)冷(leng)卻速(su)度、含微(wei)量元素作工(gong)藝試驗,或提(ti)高淬火介質溫(wen)度


高合金鋼氫脆


缺陷產生原因:

1.爐氣中含氫(qing)太高  

2.滲碳溫度太(tai)高利于氫擴散(san)  

3.滲后直接淬火,氫來不及析出以過飽和狀態(tai)存在于鋼中


對策:

1.滲(shen)碳后緩慢冷卻(que)  

2.直接淬火(huo)(huo)后(hou),迅速(su)在250oC以上(shang)回火(huo)(huo)  

3.零件出(chu)爐前停止供給滲劑(ji),通入氮氣排氫(qing)后(hou),直接淬火


滲層碳濃度低


缺陷產生原因:

1.爐(lu)內(nei)碳勢低(di),溫度(du)低(di),滴量少,爐(lu)子(zi)漏氣

2.工件表面(mian)形成(cheng)碳黑(hei)或被炭(tan)黑(hei)覆蓋,裝爐量太多  

3.爐子氣(qi)氛不均勻,爐壓太低(di),使爐子局(ju)部造成死(si)角(jiao)

4.工(gong)件間距離太小,爐子循環不暢

5.滲后冷(leng)卻(que)時脫碳(tan)


對策:

1.滲碳時,經(jing)常檢查爐(lu)溫、滲劑滴(di)量

2.注意爐(lu)氣、爐(lu)壓  

3.防止(zhi)爐子漏(lou)氣和風(feng)扇停轉、反轉

4.工件之間(jian)距(ju)離大于1cn  

5.經(jing)常燒碳黑,清理爐(lu)內(nei)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(yang)檢驗不準


對策:

1.針(zhen)對(dui)原(yuan)因,采取工藝措(cuo)施(shi)  

2.滲(shen)層超過(guo)圖樣上限要求,不合(he)格(ge),但(dan)與圖樣規(gui)定相差0.05mm時,可(ke)以仲裁合(he)格(ge)或申請回用


滲碳件畸變過量

缺陷產生原因:

1.滲碳時(shi)裝爐方法(fa)或夾(jia)具選(xuan)擇(ze)不(bu)當  

2.滲(shen)碳溫(wen)度太高,爐氣、爐壓不均(jun)和(he)不穩定

3.直接淬(cui)火(huo)溫度過高

4.不適當安排(pai)兩次淬(cui)火(huo)  

5.加熱方式不(bu)當(dang),淬火劑及冷卻(que)方式不(bu)當(dang)

6.淬(cui)火返修次(ci)數太(tai)多(duo)  

7.零件上滲碳(tan)層(ceng)的(de)濃度和深度不均勻,淬火時造成無規(gui)則翹(qiao)曲  

8.工(gong)件形狀復雜(za),壁厚(hou)不均勻(yun),有(you)的面滲(shen)碳(tan),有(you)的面不滲(shen)碳(tan)或少滲(shen)碳(tan)


對策:

1.長桿狀件(jian)應(ying)垂直吊(diao)放,平板零件(jian)要(yao)平放,零件(jian)在夾(jia)具上(shang)要(yao)平穩不能受預應(ying)力,出爐操作要(yao)平穩、爐溫要(yao)適當(dang)  

2.直接淬火應(ying)預冷,盡(jin)量用一次淬火代(dai)替(ti)二次淬火,正確(que)選(xuan)擇(ze)熱處理工藝(yi)

3.預先留出機加(jia)工余量(liang)


滲碳速度很慢


缺陷產生原因:

1.溫度過低(di)  

2.滲劑(ji)太多,零(ling)件表面(mian)積炭

3.滲(shen)劑含硫量(liang)過多  

4.風(feng)扇軸承用MoS2潤(run)滑(hua),潤(run)滑(hua)油進入爐內,使硫增加

5.風扇軸承漏氣(qi)、氧(yang)氣(qi)進入(ru)爐中

6.風扇軸冷卻水(shui)滲漏入爐


對策

針對缺陷(xian)采取(qu)相應措施(shi)  


滲碳件淬火后表面(mian)剝落


缺陷產生原因:

1.固體滲碳劑(ji)活(huo)性過分強烈

2.滲碳溫度(du)過高,大量碳原子滲入工件表(biao)面來不及擴散(san),過渡(du)不好形成表(biao)面碳濃度(du)過高


對策:

1.將高碳勢(shi)(shi)件在保護氣氛中(zhong)(碳勢(shi)(shi)(體積(ji)分數)為0.8%)加熱2~4h,以(yi)減少表面(mian)碳濃(nong)度  

2.也可將此件在質量(liang)分數為3%~5%的蘇(su)打和(he)木炭中(zhong)加熱至920~940oC,保溫2~4h,以減(jian)少表面碳濃度  


零件上出現玻璃狀(zhuang)凸(tu)瘤(liu)


缺陷產生原因:

1.固體滲(shen)碳時,滲(shen)碳中由(you)于SiO2質(zhi)量分數2%以上(shang)所致(zhi)  

2.SiO2高溫和(he)Na2CO3作用,生成玻璃狀物質粘附在工件(jian)表面,形成凸瘤


對策:

1.固體滲碳時,滲劑應(ying)純凈(jing)

2.舊滲碳(tan)劑徹底(di)篩去塵埃  

3.去(qu)除(chu)滲劑中砂石及(ji)封口用耐火(huo)粘土(tu)


滲(shen)碳(tan)(tan)件出現反常(chang)組織(zhi)(游離(li)鐵(tie)素體,游離(li)滲(shen)碳(tan)(tan)體或網狀鐵(tie)素體在二次滲(shen)碳(tan)(tan)體周(zhou)圍)


缺陷產生原因:

1.鋼中和滲(shen)碳介(jie)質中含氧(yang)量過(guo)高(gao)所致,使(shi)淬火時出現軟點使(shi)耐磨性降低(di)

2.滲碳(tan)劑(ji)應干燥去水分


對策:  

1.適當提高(gao)淬火溫度延長保溫時(shi)間(jian),使(shi)組織均勻化

2.選用淬火烈度(du)大的淬火介質(zhi)



過熱(re)



缺陷產生原因:

1.滲碳時過勢或淬火加熱(re)時過勢,使晶(jing)粒長大,脆(cui)性增加  

2.滲碳(tan)時(shi)過勢,不但表(biao)層含(han)碳(tan)量增加(jia),同時(shi)碳(tan)化(hua)物也增加(jia),出現(xian)萊氏體


對策:

1.采用正火,使(shi)晶粒細化  

2.鹽(yan)爐(lu)加熱(re)淬火,工件不(bu)能緊靠(kao)電極(ji)

3.檢查儀(yi)表是否失靈

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