看看这样的结果猜猜它的工艺过程

cnszgong · 发表于 2014-12-6 14:33:34

品名：齿轮
材料：17NiCrMo6
重量：7.5吨
技术要求：除齿部外其余部位免渗碳
               有效硬化层 2.4～3.2mm
               表面硬度    58～62HRC
               芯部硬度    35～42 HRC
               有晶界内氧化要求
实际产品检验结果：
                              表面硬度  大于64HRC
                              防渗部位表面硬度小于39HRC
随炉试样检验结果：
                              （直径25mm)中心硬度 42～45HRC
                              碳化物 3～4级
                              铁素体：3～4级
                              残余奥氏体：3级
有一点比较疑惑：为什么实际产品非渗碳部位的表面硬度比随炉试样的中心硬度低很多？

fjg · 发表于 2014-12-6 16:03:22

个人看法是：渗碳温度920，强渗碳势1.15到1.2强渗时间26到28小时，扩散时间为14小时，碳势为0.75。渗碳降温空冷，没看到图片，这么重的齿轮应该变形不大，如果有必要可以加次高回，然后830左右淬火！随炉试样体积应该比产品小，淬起来的硬度有可能比产品芯部高，没看到金相图，只能猜猜了！

繁华落幕 · 发表于 2014-12-6 16:06:47

我们防渗部位的硬度也比芯部硬度低很多，防渗部位硬度不足30HRC，芯部硬度都在37HRC以上，检测过防渗表面没明显脱碳。

正信热处理 · 发表于 2014-12-6 16:18:41

这样是不是可以说明：防渗材料除了有防渗效果外，还可以降低产品基体的热传递速度，也就是降低了材料的导热率。

cnszgong · 发表于 2014-12-6 17:58:44

正信热处理发表于 2014-12-6 16:18
这样是不是可以说明：防渗材料除了有防渗效果外，还可以降低产品基体的热传递速度，也就是降低了材料的导热 ...

正常人情况下这种材料即使涂防渗涂料保护，其防渗碳部位的表面硬度不会低于40HRC以下的。

cnszgong · 发表于 2014-12-6 17:59:29

繁华落幕发表于 2014-12-6 16:06
我们防渗部位的硬度也比芯部硬度低很多，防渗部位硬度不足30HRC，芯部硬度都在37HRC以上，检测过防渗表面没 ...

什么材料？

cnszgong · 发表于 2014-12-6 18:07:41

fjg 发表于 2014-12-6 16:03
个人看法是：渗碳温度920，强渗碳势1.15到1.2强渗时间26到28小时，扩散时间为14小时，碳势为0.75。渗碳降温 ...

粗粗看了一下这家公司的工艺曲线记录。渗碳时间60小时。
碳势比你说的还要低。对这材料而言低到不足以看到碳化物的水平。但实际随炉试样碳化物至少3级。局部可达到4~5级的水平。估计确实是渗碳后空冷或者缓冷接两次加热淬火的。但回火后零件齿部硬度在64HRC以上，而防渗涂料保护部位的表面硬度却低于40HRC以下。

正信热处理 · 发表于 2014-12-6 19:12:51

繁华落幕发表于 2014-12-6 16:06
我们防渗部位的硬度也比芯部硬度低很多，防渗部位硬度不足30HRC，芯部硬度都在37HRC以上，检测过防渗表面没 ...

防渗部位是低碳马氏体吗？像楼主这种料应该淬到40度以上呀。

正信热处理 · 发表于 2014-12-7 07:53:32

仔细看标题，原来里面藏有学问。那得请见多识广的专家来揭密了。

microsoft · 发表于 2014-12-8 10:21:16

会不会防渗部位残奥量太大，以至于硬度偏低？

Adam · 发表于 2014-12-8 10:39:51

防渗区表面硬度低,
组织怎么样, 心部硬度是指什么位置的心部硬度

microsoft · 发表于 2014-12-8 11:29:34

microsoft 发表于 2014-12-8 10:21
会不会防渗部位残奥量太大，以至于硬度偏低？

漏渗了有没有可能呢？

cnszgong · 发表于 2014-12-8 13:03:37

Adam 发表于 2014-12-8 10:39
防渗区表面硬度低,
组织怎么样, 心部硬度是指什么位置的心部硬度

芯部硬度是指随炉的代表性试样（直径25mm)的中心硬度。

cnszgong · 发表于 2014-12-8 13:05:15

microsoft 发表于 2014-12-8 10:21
会不会防渗部位残奥量太大，以至于硬度偏低？

如果说：铁素体太多那还说得过去。

Adam · 发表于 2014-12-8 14:38:10

cnszgong 发表于 2014-12-8 13:03
芯部硬度是指随炉的代表性试样（直径25mm)的中心硬度。

这个主要就是质量因素吧

如果就25mm的式样，表面比心部低很多是其他原因

cnszgong · 发表于 2014-12-8 14:54:17

Adam 发表于 2014-12-8 14:38
这个主要就是质量因素吧

如果就25mm的式样，表面比心部低很多是其他原因 ...

质量效应对这材料而言影响不是很大吧。
况且零件渗碳面淬火回火后表面硬度大于64HRC，而非渗碳面（防渗）表面硬度小于40HRC。随炉试样中心硬度43～45和RC。

清淡 · 发表于 2014-12-8 15:01:39

microsoft 发表于 2014-12-8 10:21
会不会防渗部位残奥量太大，以至于硬度偏低？

不太可能，防渗到位是低碳马氏体，不会有残奥。如果防渗碳不好，含碳量最多接近齿，齿硬度都那么高了，它难道不会高。我个人觉得是试样大小完成的，本体是小试样，淬火肯定完全淬透，但是工件7.5吨，有两种可能，就是冷却不足，做做现场金相就知道了。第二种可能是淬火ok但是转变后得到自回火了，硬度降低，但是这个可能不大。

Adam · 发表于 2014-12-8 15:05:21

cnszgong 发表于 2014-12-8 14:54
质量效应对这材料而言影响不是很大吧。
况且零件渗碳面淬火回火后表面硬度大于64HRC，而非渗碳面（防渗） ...

质量效应还是很明显的,几组数据对比一下知道了
随炉式样防渗后表面硬度,硬度梯度
产品防渗后的硬度梯度,
如果有机会切割大件的话,防渗部位的硬度梯度可以打一下

cnszgong · 发表于 2014-12-8 15:22:11

Adam 发表于 2014-12-8 15:05
质量效应还是很明显的,几组数据对比一下知道了
随炉式样防渗后表面硬度,硬度梯度
产品防渗后的硬度梯度, ...

不可能切的。
以前做过比这零件更大的渗碳齿轮，也没发现防渗碳面表面硬度低于40HRC以下的情况。
当然两者的工艺不一样。
我觉得还是从两者工艺的不同处去分析比较好。

cnszgong · 发表于 2014-12-8 15:35:41

清淡发表于 2014-12-8 15:01
不太可能，防渗到位是低碳马氏体，不会有残奥。如果防渗碳不好，含碳量最多接近齿，齿硬度都那么高了，它 ...

我说说两种工艺的区别吧：
第一种，渗碳后直接淬火并回火，防渗碳面表面硬度大于40HRC，渗碳面表面硬度大于58HRC。
第二种，渗碳后空冷或者缓冷，然后二次加热“奥氏体化”淬火并低温回火，渗碳面表面硬度大于64HRC，防渗碳面表面硬度小于40HRC。

Adam · 发表于 2014-12-8 16:06:51

cnszgong 发表于 2014-12-8 15:35
我说说两种工艺的区别吧：
第一种，渗碳后直接淬火并回火，防渗碳面表面硬度大于40HRC，渗碳面表面硬度 ...

渗碳层表面的硬度好理解
至于防渗层还是要看具体值，另外是偶然的值还是多数值，两种工艺到底差了多少我

清淡 · 发表于 2014-12-8 17:57:43

cnszgong 发表于 2014-12-8 15:35
我说说两种工艺的区别吧：
第一种，渗碳后直接淬火并回火，防渗碳面表面硬度大于40HRC，渗碳面表面硬度 ...

那是当然了，第二种的铁素铁明显比第一种多很多，硬度自然会降。

cnszgong · 发表于 2014-12-8 19:17:03

Adam 发表于 2014-12-8 16:06
渗碳层表面的硬度好理解
至于防渗层还是要看具体值，另外是偶然的值还是多数值，两种工艺到底差了多少我 ...

两种工艺的零件防渗碳面表面硬度至少相差了5HRC。

孤鸿踏雪 · 发表于 2014-12-10 14:12:44

这个巨无霸齿轮渗碳后直接将温淬火吗？是采用什么淬火介质淬火的？可否介绍一下它的工艺？

孤鸿踏雪 · 发表于 2014-12-10 14:13:53

fjg 发表于 2014-12-6 16:03
个人看法是：渗碳温度920，强渗碳势1.15到1.2强渗时间26到28小时，扩散时间为14小时，碳势为0.75。渗碳降温 ...

这个不能渗碳后直接将温淬火吗？

孤鸿踏雪 · 发表于 2014-12-10 15:13:59

cnszgong 发表于 2014-12-8 15:35
我说说两种工艺的区别吧：
第一种，渗碳后直接淬火并回火，防渗碳面表面硬度大于40HRC，渗碳面表面硬度 ...

为什么这个材料渗碳直淬和二次加热淬火表面硬度有如此差异？

fjg · 发表于 2014-12-10 18:37:54

孤鸿踏雪发表于 2014-12-10 14:13
这个不能渗碳后直接将温淬火吗？

这种材料合金元素较高，淬透性好，如果采用降温淬火的话，晶粒度得不到保证，残奥还特多，反正我进厂到现在没降温淬火过！以上均是我个人理解啊，没请教过技术员！别当真。

cnszgong · 发表于 2014-12-10 19:48:49

孤鸿踏雪发表于 2014-12-10 14:12
这个巨无霸齿轮渗碳后直接将温淬火吗？是采用什么淬火介质淬火的？可否介绍一下它的工艺？ ...

回杨工：这零件估计采用是我在20楼说的第二种工艺方法。

cnszgong · 发表于 2014-12-10 19:49:25

孤鸿踏雪发表于 2014-12-10 14:13
这个不能渗碳后直接将温淬火吗？

完全可以渗碳后直接淬火。

cnszgong · 发表于 2014-12-10 19:54:21

fjg 发表于 2014-12-10 18:37
这种材料合金元素较高，淬透性好，如果采用降温淬火的话，晶粒度得不到保证，残奥还特多，反正我进厂到现 ...

那么对这种合金元素较高的产品，不降温均温后直接淬火，怎么能够按照ISO 6336-5中ME级齿轮要求控制其晶界内氧化？

fjg · 发表于 2014-12-10 20:30:01

cnszgong 发表于 2014-12-10 19:54
那么对这种合金元素较高的产品，不降温均温后直接淬火，怎么能够按照ISO 6336-5中ME级齿轮要求控制其晶界 ...

这个标准我都没见过了，这都是技术员的活，不过个人觉得：这晶界氧化的问题，主要原因就是炉内氧化气氛的问题，只有排气足够充分，氧化的问题能够得到控制，干这个材料这么久，晶界氧化还真没出过几炉！都是个人经验不足为凭啊！

孤鸿踏雪 · 发表于 2014-12-11 10:00:16

cnszgong 发表于 2014-12-10 19:49
完全可以渗碳后直接淬火。

按照龚兄在20#楼提供的信息，两种方法淬火所获得的表面硬度差异很大，会是什么原因呢？除了27楼所讲的残奥数量，还有其它原因吗？

繁华落幕 · 发表于 2014-12-11 10:57:55

cnszgong 发表于 5 天前

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引用: 繁华落幕发表于 2014-12-6 16:06
我们防渗部位的硬度也比芯部硬度低很多，防渗部位硬度不足30HRC，芯部硬度都在37HRC以上，检测过防渗表面没 ...
什么材...

材质是20CrMnTi，还有字数限制来自: iPhone客户端

Adam · 发表于 2014-12-11 14:42:56

孤鸿踏雪发表于 2014-12-11 10:00
按照龚兄在20#楼提供的信息，两种方法淬火所获得的表面硬度差异很大，会是什么原因呢？除了27楼所 ...

楼主考虑的主要点是涂有防渗涂料的部位
其实还是要考虑一些细节
比如淬火温度，出炉控制，冷却
还有就是涂料的问题
检测偏差等

孤鸿踏雪 · 发表于 2014-12-11 14:44:47

Adam 发表于 2014-12-11 14:42
楼主考虑的主要点是涂有防渗涂料的部位
其实还是要考虑一些细节
比如淬火温度，出炉控制，冷却

我提出的是渗碳部位表面硬度问题，不存在防渗问题。

cnszgong · 发表于 2014-12-11 17:17:04

孤鸿踏雪发表于 2014-12-11 10:00
按照龚兄在20#楼提供的信息，两种方法淬火所获得的表面硬度差异很大，会是什么原因呢？除了27楼所 ...

渗碳部位的表面硬度和渗碳部位的表面碳浓度、淬火温度、淬火时的冷却速度有关。
个人观点

cnszgong · 发表于 2014-12-11 17:43:07

Adam 发表于 2014-12-11 14:42
楼主考虑的主要点是涂有防渗涂料的部位
其实还是要考虑一些细节
比如淬火温度，出炉控制，冷却

由于某种原因，这批零件不是我们做渗碳加工的，零件在渗碳加工完成后运回到我们这里，我们顺便检测了一下零件渗碳部位和防渗碳部位的表面硬度情况。发现零件渗碳部位和防渗碳部位表面硬度差异很大，因此猜测其渗碳工艺是怎么一个设计思路。
以下纯属个人观点：
假设零件的防渗部位涂料涂刷完好。那么零件经过渗碳后，渗碳面和防渗碳部位就像是两种不同含碳量的合金材料，那么在渗碳结束缓冷时渗碳部位“高”碳区析出碳化物而防渗碳部位低碳区析出铁素体；当零件在第二次加热淬火保温时，由于选择的淬火温度（对于“高”碳区奥氏体化温度足够了，而对于低碳区来说奥氏体化温度偏低）比较低，因此就看到了目前这种情况，也就是渗碳部位表面硬度63～65HRC而防渗碳部位表面硬度低于40HRC。

trainman · 发表于 2014-12-12 00:12:01

cnszgong 发表于 2014-12-11 17:43
由于某种原因，这批零件不是我们做渗碳加工的，零件在渗碳加工完成后运回到我们这里，我们顺便检测了一下 ...

我的看法是涉及到奥氏体稳定性含金成分溶解的问题。正如模具热处理比如Cr12MoV，1040度加热预冷到980度淬火和直接加热980度淬火是两码事。
首先该材料含合金元素较多，特别铬镍钼，在渗碳温度加热碳和合金元素溶解是较多的而当从高温降下来直接淬火析出的碳和合金元素是很有限的，因此防渗表面奥氏体依然保留了较多的合金及碳淬火后具有高的硬度，而空冷后碳和合金元素大量析出，在进行返淬时碳和合金元素重新溶解但返淬温度往往远低于渗碳温度因此溶解的碳和合金元素必定有限，奥氏体稳定性也不如直接淬火的好，因为奥氏体合金及碳的量本来就少于直接淬火状态的，在冷却时不是很稳定的奥氏体也会析出少量微小的合金元素及碳，淬火硬度必然要低于直淬的。
其实为何该材料渗碳后一般空冷后重新淬火硬度要高于直淬的无非也是这个原因通过合适的温度控制合金及碳含量的溶入量获得较佳的表面状态。
该材料我认为适合渗碳不会有人反对吧，去年我用碳氮共渗方式做的变速器台架连续两次失败了，主要副轴发生根切，我分析断口后认为齿部强度不足，把副轴改为渗碳工艺提高加热温度使碳和合金充分溶解然后直接淬火台架一次通过。因此我认为碳氮共渗只适合20CrMnTi20CrMo一类钢材，对于含镍钼较高元素必须渗碳才能发挥潜力。

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