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吃投诉了,碳氮共渗零件表面起皮??

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发表于 2013-3-22 08:52:12 | 显示全部楼层 |阅读模式
前一阵吃到个投诉了,20钢碳氮共渗的小零件,客户那里发现热处理后的零件有疑似起皮的现象,数量很少,一个批次里发现了20多件,去年我们也吃过这样的投诉,也是很低的比例。现在客户很气愤,抱怨是重复发生的问题,看起来确实没找到根本原因啊。起皮零件照片如下:
零件正面:
正面.jpg
零件背面:
反面.jpg

这个像是氧化皮吗?

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发表于 2013-3-22 09:04:07 | 显示全部楼层
没人占沙发啊
看着像渗层剥落,会不会是碳浓度梯度不够平缓。
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 楼主| 发表于 2013-3-22 09:07:53 | 显示全部楼层
在如上图中缺口地方取了截面试样,检查金相:
25倍截面照片
1-25X-宏观.jpg

50倍截面照片(正面):
1-50X-宏观-右边.jpg

50倍截面照片(反面):
1-50X-宏观-左边.jpg
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 楼主| 发表于 2013-3-22 09:11:10 | 显示全部楼层
继续照片:
100倍照片:
1-50X-压两个面.jpg

400X照片:
1-400X--压两个面.jpg
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 楼主| 发表于 2013-3-22 09:26:21 | 显示全部楼层
本帖最后由 aaron01 于 2013-3-22 09:31 编辑

现在大家对这个问题怎么看?似乎表面有的地方长了个白亮层出来,这个是氧化层吗?而有的地方又压根没有这层东西,是什么原因造成的呢?
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发表于 2013-3-22 09:31:28 | 显示全部楼层
可是冲压工件,渗碳淬火后,可经过抛丸清理?
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发表于 2013-3-22 09:32:03 | 显示全部楼层
能说说你的碳氮共渗工艺吗?从金相来看不像是热处理问题.产品表面起皮与产品表面明显有分层
智者不锐,慧者不傲,谋者不露,强者不暴。
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 楼主| 发表于 2013-3-22 09:34:08 | 显示全部楼层
是冲压的产品,热处理后不抛丸,直接发给客户。
碳氮共渗是在网带炉上做的,渗碳区920C,1.2%CP,降温到860C淬火。
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 楼主| 发表于 2013-3-22 09:44:13 | 显示全部楼层
外送中科院某研究所,做透射电镜分析,TEM照片:
表面全貌:
表层全貌.jpg

白亮层细节:
白亮层细节.jpg

渗层的表面:
基体表面细节.jpg
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发表于 2013-3-22 09:50:28 | 显示全部楼层
电镜分析的结果怎么样?碳氮共渗前产品清洗吗
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发表于 2013-3-22 10:17:24 | 显示全部楼层
不能不说,说了又怕没说到点子上。
1.冲压不当(如返工)造成的工件表面金属滑移层;
2.某种原因造成的工件表面氧化(如原材料状态);
3.工件表面氮量过高(某个时间段);
4.请将正常件与非正常件的渗层深度告诉一下。
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 楼主| 发表于 2013-3-22 10:49:42 | 显示全部楼层

正常件和非正常件渗层没差别,都在0.25mm左右,在截面上检测显微硬度,“白亮层”上的硬度是500HV,白亮层下面的“基体”硬度750HV。
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 楼主| 发表于 2013-3-22 10:52:54 | 显示全部楼层
诡异,非常诡异,难道真的是白亮层?碳氮共渗能整出白亮层来?
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发表于 2013-3-22 10:54:29 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2013-3-22 10:49
正常件和非正常件渗层没差别,都在0.25mm左右,在截面上检测显微硬度,“白亮层”上的硬度是500HV,白亮 ...

问题可能出在原材料上。加强对其检查。
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发表于 2013-3-22 10:57:42 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2013-3-22 10:52
诡异,非常诡异,难道真的是白亮层?碳氮共渗能整出白亮层来?

做个脆性试验。
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 楼主| 发表于 2013-3-22 11:09:12 | 显示全部楼层
电镜的成分分析报告:
TEM report.pdf (177.99 KB, 下载次数: 105)

spectrum1 打在截面的心部位置,spectrum2打在“白亮层”的位置,spectrum3打在表面白亮层下面的“基体”。
如何解读?
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发表于 2013-3-22 11:50:37 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2013-3-22 11:09
电镜的成分分析报告:

艾伦还是先我们解读一下,有点费劲。
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 楼主| 发表于 2013-3-22 11:53:10 | 显示全部楼层
吉祥如意 发表于 2013-3-22 10:17
不能不说,说了又怕没说到点子上。
1.冲压不当(如返工)造成的工件表面金属滑移层;
2.某种原因造成的工件 ...

从TEM的微区成分分析来看,没有明显含氮的迹象,氮化的白亮层的含氮量至少在5%以上,似乎可以排除了氮化引起的白亮层这一说法。
娃娃说的三种可能已经排除一种了,剩下两种可能,到底是氧化呢?还是金属滑移层呢?还是有别的原因呢?似乎还是不明确,下一步怎么办?
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发表于 2013-3-22 12:06:46 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2013-3-22 11:53
从TEM的微区成分分析来看,没有明显含氮的迹象,氮化的白亮层的含氮量至少在5%以上,似乎可以排除了氮化 ...

只能使用猜谜的方法了:
1.氧化的影响:自然因素的影响,但有不均匀的现象;环境因素的影响,炉子的均匀性不好,在某个区段,温度出现大的偏差,气氛出现大的偏差。
2.冷加工因素的影响:冲压中的返工,连续冲压,易形成金属滑移层。表现为表层均匀存在,只是深浅不一而已。
娃娃的话只供你参考。我倾向于后者。

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发表于 2013-3-22 13:59:41 | 显示全部楼层
不懂失效分析,有几点疑问:1冲压前预处理做球化退火了吗?
2这个材料碳氮共渗温度是不是偏高了,本来渗氮材料淬透性加大,高温时间长晶粒长大似乎又加大了淬火烈度
3这几个照片没怎么看明白(位置),只是觉得400倍那张感觉渗层高碳区一下子突变到低碳区。
换言之,裂了这么几个零件还算幸运,风险还是存在的。——个人臆断,不必当真
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 楼主| 发表于 2013-3-22 15:15:53 | 显示全部楼层
tom 发表于 2013-3-22 13:59
不懂失效分析,有几点疑问:1冲压前预处理做球化退火了吗?
2这个材料碳氮共渗温度是不是偏高了,本来渗氮 ...

通常冲压冲压零件,是冷轧态的,其流程是热轧钢带---冷轧---再结晶退火---冲压----热处理;
20钢920C碳氮共渗温度不算高,因为时间短,零件从室温开始升温,45分钟以后就淬火了,来得及晶粒长大?
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 楼主| 发表于 2013-3-22 15:24:01 | 显示全部楼层
本帖最后由 aaron01 于 2013-3-22 15:28 编辑

还是让我们解读一下EDX分析的微区化学成分吧:
                  表面渗层内                    “白亮层”                 心部        
元素      质量比   原子数比      质量比    原子数比       质量比     原子数比
C K        0.61        2.68            0.83        3.58             0.4          1.75
O K        1.35        4.45            1.81        5.87             1.29        4.29
Si K        0.33        0.62                                               0.29        0.54
Mn K      0.64        0.62            0.47        0.45             0.4           0.38
Fe K       97.07      91.64          96.89     90.11            97.63       93.03
                                                
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发表于 2013-3-22 15:24:42 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2013-3-22 15:15
通常冲压冲压零件,是冷轧态的,其流程是热轧钢带---冷轧---再结晶退火---冲压----热处理;
20钢920C碳氮 ...

那样话,碳浓度也不是问题了。
氨气(氮浓度)因素不知有多大影响。
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 楼主| 发表于 2013-3-22 15:39:09 | 显示全部楼层
本帖最后由 aaron01 于 2013-3-23 00:05 编辑

22楼的EDX成分,拿“白亮层”的成分来和心部的成分比较,我们会发现什么:
1,碳含量略高,0.83:0.4 是渗碳的影响吗?
2,没有氮,说明不是Fe2-4N相的化合物层(氮化白亮层)
3,没有Si, 通常碳钢都会含点硅的,跑哪里去了?
4,氧含量略高,心部可以认为是不含氧的,那么心部测到的1.29%的氧可以认为是误差,(疑为镶嵌粉或者镜头污染的影响),去除这个影响的话,实际的“白亮层”里的含氧量似乎在0.5%左右,这是氧化造成的?还是内氧化呢?肯定不是氧化皮吧,氧化皮的话,Fe2O3的含氧量要达到30%!

那么这个白亮层到底是什么东东呢?

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tom
0.83比表层还高?  发表于 2013-3-22 16:26
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 楼主| 发表于 2013-3-22 15:45:36 | 显示全部楼层
本帖最后由 aaron01 于 2013-3-22 15:49 编辑
吉祥如意 发表于 2013-3-22 12:06
只能使用猜谜的方法了:
1.氧化的影响:自然因素的影响,但有不均匀的现象;环境因素的影响,炉子的均匀 ...


假设1的话,气氛不均匀,可是一个零件上会造成不同区域差别那么大吗?某处有氧化,某处完全没有,是有把氧气枪在对着零件吹?
假设2的话,这个零件我们每个月做上百万件,半年里只发现一个批次有此现象,该批次全检后,只发现20件产品有此现象,冲压返工只返20件?
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发表于 2013-3-22 15:52:37 | 显示全部楼层
热处理是越来越难搞了,看样子要学某些高人转行了

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是啊,看不懂的事情天天有啊,客户快失去耐心了!看不懂还得硬着头皮看啊!  发表于 2013-3-22 15:54
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发表于 2013-3-22 15:53:46 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2013-3-22 15:45
假设1的话,气氛不均匀,可是一个零件上会造成不同区域差别那么大吗?某处有氧化,某处完全没有,是有把 ...

本身就是偶然性的事件,你要把它当作必然性的。真是毫无办法。
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 楼主| 发表于 2013-3-22 16:14:00 | 显示全部楼层
本帖最后由 aaron01 于 2013-3-22 16:17 编辑
吉祥如意 发表于 2013-3-22 15:53
本身就是偶然性的事件,你要把它当作必然性的。真是毫无办法。


去年第一次吃到这个投诉,我们就是这样和客户说的,这是偶然现象,可这次客户就不肯轻易放我们过去了,一定要我们调查清楚根本原因来,而且是限期的!该死的汽车安全件。
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发表于 2013-3-22 16:16:43 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2013-3-22 16:14
去年第一次吃到这个投诉,我们就是这样和客户说的,这是偶然现象,可这次客户就不肯轻易放我们过去了,一 ...

就按我说的回客户,看看他们的反映。
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 楼主| 发表于 2013-3-22 16:31:37 | 显示全部楼层
tom 发表于 2013-3-22 15:24
那样话,碳浓度也不是问题了。
氨气(氮浓度)因素不知有多大影响。

由表向里,依次是我说的“白亮层”、表面渗层、心部。
白亮层是最外面的。

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tom
45分钟,不至于这么高碳浓度啊  发表于 2013-3-22 16:42
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发表于 2013-3-22 16:32:21 | 显示全部楼层
本帖最后由 upposition 于 2013-3-22 16:50 编辑
aaron01 发表于 2013-3-22 15:39
22楼的EDX成分,拿“白亮层”的成分来和心部的成分比较,我们会发现什么:
1,碳含量略高,0.83:0.4 是渗碳 ...


si可以提高硬度的,估计与冶炼有关,si元素不均匀?造成合金元素富集,形成微裂纹,从而起皮?
该会员没有填写今日想说内容.
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发表于 2013-3-22 16:43:27 | 显示全部楼层
我们这里网速龟慢。第一楼的图也看不了。
我们曾经遇过附着力很强的氧化皮,主要是热处理的前非加工面处。
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发表于 2013-3-22 16:55:35 | 显示全部楼层
     板料如果防护不好,可能局部发生锈蚀和氧化。通常在氧化皮下存在水分和空气。冲压件渗碳前表面没处理干净,极易在高温下水分蒸发和气体膨胀而起皮。因此,渗碳前的预处理(除锈、喷丸除氧化皮)十分重要。

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希望此资料对您有帮助
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aaron01 发表于 2013-3-22 09:26
现在大家对这个问题怎么看?似乎表面有的地方长了个白亮层出来,这个是氧化层吗?而有的地方又压根没有这层 ...

400倍右上那块是表面的皮吗?

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是的  发表于 2013-3-22 22:09
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一天都在想这个问题。
我的意见,还是金属滑移层是主要的原因。加上一些客观的因素,如温度、氧化,氮腐蚀等。
一批工件只占极少数,只有一种可能。员工将返工件加工了。没人发现而已。
照片上的起皮不是局部,而是,各个面都有。类似的问题,我以前遇见过。
别脱离现场太远了。有些情况不说穿了,一辈子都要想不明白。
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 楼主| 发表于 2013-3-22 22:32:35 | 显示全部楼层
吉祥如意 发表于 2013-3-22 22:22
一天都在想这个问题。
我的意见,还是金属滑移层是主要的原因。加上一些客观的因素,如温度、氧化,氮腐蚀 ...

嘿嘿,你在35楼的提问提醒了我,应该有点眉目了,等下,我去处理一下图,再贴出来给你看看。
能付出爱心就是福,能消除烦恼就是慧。
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 楼主| 发表于 2013-3-22 22:40:29 | 显示全部楼层
吉祥如意 发表于 2013-3-22 22:06
400倍右上那块是表面的皮吗?

娃娃,再来看看这个400X照片,这层皮下面的平面(红色圆圈区域)和没有皮的地方相比,有明显的凹下去的迹象?为什么会这样呢?
1-400X--压两个面.jpg
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发表于 2013-3-22 22:40:40 | 显示全部楼层
我还睡觉不啦。明天可是要上班的。
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 楼主| 发表于 2013-3-22 22:43:39 | 显示全部楼层
本帖最后由 aaron01 于 2013-3-23 00:09 编辑

嘿嘿,是冲压的压力把平面压下去压凹了,也就是说,冲压前就有这个东西了!整个加工过程中,冲压以后就没有机会形成这样的情况喽。
嘿嘿,不搞明白怕你晚上睡不着觉哦。
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 楼主| 发表于 2013-3-22 22:49:46 | 显示全部楼层
冲压就像拿个电熨斗熨衣服,衣服上有的地方掉了张小纸片上去,有的地方没有,一熨以后,表面都平了,但是纸片下面的衣服就凹了一块下去喽!
能付出爱心就是福,能消除烦恼就是慧。
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发表于 2013-3-22 22:50:26 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2013-3-22 22:40
娃娃,再来看看这个400X照片,这层皮下面的平面(红色圆圈区域)和没有皮的地方相比,有明显的凹下去的迹 ...

这就是证据呀。为什么与基体组织不一样。表皮是什么不重要。
只能说明冲压件自身有问题。本来简单的问题,不要搞复杂了。直接找客户理论就是了。说明与渗碳淬火本身无关。
表皮这东西,我看是就是金属滑移层造成的金属本身的一部分。在环境条件下,演变成氧化铁,又被渗碳及氮化了的东西。可以打电镜分析成分,自己心里有个数就行了。
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 楼主| 发表于 2013-3-22 22:54:07 | 显示全部楼层
吉祥如意 发表于 2013-3-22 22:50
这就是证据呀。为什么与基体组织不一样。表皮是什么不重要。
只能说明冲压件自身有问题。本来简单的问题 ...

是啊,是啊,铁证如山啊!总算想明白了,前面想太复杂了,这么明显的证据没看出来,这下可以睡个安稳觉了,
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发表于 2013-3-22 22:56:25 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2013-3-22 22:54
是啊,是啊,铁证如山啊!总算想明白了,前面想太复杂了,这么明显的证据没看出来,这下可以睡个安稳觉了 ...

为什么几万件只有20件?
为什么?
为什么?
搞得我一天也不高兴。
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 楼主| 发表于 2013-3-22 22:59:59 | 显示全部楼层
吉祥如意 发表于 2013-3-22 22:56
为什么几万件只有20件?
为什么?
为什么?

会不会是有金属粘连在冲压模具上?或者冲压多少次后模具发热,引起的材料粘连?
会不会是冷轧板表面有少量翻边?
不过这些问题应该要去让客户自己调查喽,我们的任务应该已经结束了。
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发表于 2013-3-22 23:03:47 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2013-3-22 22:59
会不会是有金属粘连在冲压模具上?或者冲压多少次后模具发热,引起的材料粘连?
会不会是冷轧板表面有少 ...

很简单,你只要上个电镜,把成分分析告诉一下,可以算出来的。
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 楼主| 发表于 2013-3-22 23:06:38 | 显示全部楼层
吉祥如意 发表于 2013-3-22 23:03
很简单,你只要上个电镜,把成分分析告诉一下,可以算出来的。

电镜前面做过了啊,皮的成分也有的,就是碳和氧略高了点,其他都是铁。
说起来,我还要去问客户讨电镜的检测费呢,他们的责任不能让我掏钱!
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发表于 2013-3-22 23:21:57 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2013-3-22 23:06
电镜前面做过了啊,皮的成分也有的,就是碳和氧略高了点,其他都是铁。
说起来,我还要去问客户讨电镜的 ...

整得我没觉了。
重新理一下:
1.问题出现在冲压工序上;
2.成分分析可以肯定是基体金属;
3.热前,已经脱离基体;
4.老帐新帐一起算;
5.把资料重新整理一下。可以参加什么杯大奖赛;
6.陪你这么晚,你得请客。

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 楼主| 发表于 2013-3-22 23:37:24 | 显示全部楼层
吉祥如意 发表于 2013-3-22 23:21
整得我没觉了。
重新理一下:
1.问题出现在冲压工序上;

你今天立大功了,没说的,想吃什么随便点,我请,搬运工买单,谁叫他不帮我来着!
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发表于 2013-3-22 23:41:17 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2013-3-22 23:37
你今天立大功了,没说的,想吃什么随便点,我请,搬运工买单,谁叫他不帮我来着! ...

40块钱的,最好是快餐。
明天,可要翻一倍。老高,喝高了。就让一笑大师买好了。
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