板类件单面渗碳淬火

tom

个人观点：讨论变形规律意义不大，因为这个影响因素不止一种，即使想抓住主要矛盾也不容易，
作为热处理人，制定合理、可行的工艺方案才是最重要的。

搬运工

tom 发表于 2013-3-21 10:00

                               
登录/注册后可看大图

搬运工  参考47楼
我是指垂直入水的情况下。

垂直入水、冷却均匀的情况下这个现象才更明显，若是高碳的一面在下面，斜方向入水，变形规律就复杂的多。。。。

小雨

搬运工 发表于 2013-3-21 10:14

                               
登录/注册后可看大图

垂直入水、冷却均匀的情况下这个现象才更明显，若是高碳的一面在下面，斜方向入水，变形规律就复杂的多。 ...

先干了四件  敲击法校直中  劳民伤财 没效果

搬运工

小雨 发表于 2013-3-21 13:16

                               
登录/注册后可看大图

先干了四件  敲击法校直中  劳民伤财 没效果

你目前具体采取的是怎样的一种工艺方法？
盼复！

cnszgong

小雨 发表于 2013-3-21 13:16

                               
登录/注册后可看大图

先干了四件  敲击法校直中  劳民伤财 没效果

这个材料弯曲量超过3毫米也适合用敲击法矫正吗？

qibao9891

以下为转帖。为本人发在隔壁的一个老帖。

一张餐巾纸提问：
晋升热处理技师时曾看到这样一道实际操作的考题：
    300×300×16mm平板零件，材料：Q195，单面渗碳深度2.0～2.2mm（即一面有渗碳层，而另一面无渗碳层）。
淬火回火，技术要求：
        1）整个渗碳面的硬度 ≥58HRc（淬火时，钳子夹的部位允许有软带），非渗碳面硬度没有要求；
        2）平面变形（翘曲）≤0.8mm；
        3）不允许有裂纹。
   给两个零件，只要干好一个就算过关

阿豹回答：
我曾在老帖中说过，淬火冷却主要是追求四种力的平衡。一是热应力，二是组织应力，三是重力和惯性力，四是淬火介质冲击力。从此题来看，后两种力影响较小，主要讨论前两种力的影响。
先看组织应力。高碳面趋涨，低碳面趋缩。
再看热应力。由于高碳面导热性差，造成低碳面先冷，高碳面后冷。也就是低碳面先缩，高碳面后缩。最终高碳面趋缩。

楼主试验结果是高碳面凹进，表明是热应力占主导。那怎样平衡热应力呢？单靠组织应力是平衡不了的，还得减小热应力本身。其操作实质就是加强高碳面的冷却。
所以这个工件并不是以通常的最小阻力方向淬入盐水的，而是高碳面朝向运动方向淬入盐水的。由于此种淬冷操作动作夸张，水花飞溅，因此在前面戏称“芙蓉惊涛掌”。
因为需要用钳子夹住，才能控制淬入方向，所以题中特别提示了“钳子夹住的地方允许软点”。实际上这也是出题者在暗示本题的解法。
采用这种方法，水淬油冷后，变形满足0.8应该比较容易，基本不用矫正。如果作为批量产品来做，手上多少有点数，稳定在0.3以下也能达到。这样的话渗碳深度也就不用到2.0mm了，1.5mm就足够了。

像周工那样将两个工件背靠背焊在一起，如果透热，会出现高碳面先冷，低碳面后冷的现象，与组织应力叠加，最终会出现像“蛤”壳那样的变形。所以这种方法的关键在于以较快的速度加热，不透热，心部温度宁低勿高。不透热也可以减小蓄热对淬火后硬度的影响。这也是一种解法。

另外说一下此件的校正。
反击法校正实质上属于钳工校正中的延展法校正。
对于此件高碳面凹下低碳面凸出，实际上表明中间的材料相对于四边变长了。这样的话再用反击法打凹点，是长上加长，变形不会变小的。
应该用反击法打四边，使四边延长，这样才能校正变形。由于上述原因，反击法对于此种情况并不适合。

最适合的是热点法校正。
加热无要求的低碳面，不用担心软点，而且效果确实可靠。热点处是收缩的，和反击法正好相反。
其实单靠热点法校正，这道题也能轻松过关。这也是一种解法。

qibao9891

上面的例子的材料是Q195，本贴例子的材料是17Cr2Ni2Mo。

一个是低碳钢，一个是低碳合金钢。

低碳钢Q195单面渗碳淬火现象：凹面是高碳面。
请问楼主：目前你淬火出来，凹面是高碳面还是低碳面？

上贴有为什么不能用敲击法校正的原因。热点法也很难说能不能适合楼主的情况。


请问楼主：目前你淬火出来，凹面是高碳面还是低碳面？
请问楼主：目前你淬火出来，凹面是高碳面还是低碳面？
请问楼主：目前你淬火出来，凹面是高碳面还是低碳面？
请问楼主：目前你淬火出来，凹面是高碳面还是低碳面？

伯龙马

搬运工 发表于 2013-3-21 07:45

                               
登录/注册后可看大图

马老师好。
一。我在前面举的长棒料的例子，冷却过程中零件内应力变化及零件变形规律正是你所说的这么一 ...

     实际情况是：低碳钢单面渗碳淬火冷却过程中，特别是低碳碳素钢，心部根本淬不上后，只是产生热应力（拉应力），因其含碳量低而应力和变形均较小；待高碳面转变成马氏体时，体积膨胀而产生压应力…………。
    如果是低碳合金钢单面渗碳后，如您所说低碳面先发生低碳马氏体转变，造成低碳面凸起（压应力），但因其低碳面淬火后应力和变形均较小，且弹塑性较好，在高碳面淬火后，因体积膨胀而导致的压应力，使其凸起。   

伯龙马

tom 发表于 2013-3-21 09:34

                               
登录/注册后可看大图

这个会不会是表面应力状态决定的：高碳面压应力，低碳面拉应力？

tom 发表于 2013-3-21 09:34
这个会不会是表面应力状态决定的：高碳面压应力，低碳面拉应力？
我认为这是正确的！

小雨

qibao9891 发表于 2013-3-21 23:31

                               
登录/注册后可看大图

上面的例子的材料是Q195，本贴例子的材料是17Cr2Ni2Mo。

一个是低碳钢，一个是低碳合金钢。

凹面是高碳面  全部是这样的  锅状

qibao9891

凹面是高碳面，看来是我赌错了。

还是热应力主导的淬火变形。
这样就没有新方法了，还按照56楼的方法吧。局部速冷校正法---我所戏称的“芙蓉惊涛掌”。

cnszgong

楼主还是没说 要求的硬化层深度是多少。如果要求硬化层深度比较浅的话。可以考虑“沙发”的方法。那样的话就不用考虑气体渗氮后的变形问题咯。

搬运工

qibao9891 发表于 2013-3-22 20:15

                               
登录/注册后可看大图

凹面是高碳面，看来是我赌错了。

还是热应力主导的淬火变形。

哈哈，说是 热应力主导的淬火变形 不对的。
这个是组织转变不同时，组织应力所引起的。

小雨

cnszgong 发表于 2013-3-22 20:57

                               
登录/注册后可看大图

楼主还是没说 要求的硬化层深度是多少。如果要求硬化层深度比较浅的话。可以考虑“沙发”的方法。那样的话 ...

要求层深2-4mm

cnszgong

小雨 发表于 2013-3-22 23:38

                               
登录/注册后可看大图

要求层深2-4mm

哦 那么就只能做渗碳咯。

搬运工

小雨 发表于 2013-3-22 23:38

                               
登录/注册后可看大图

要求层深2-4mm

这个变形是可以有办法适当控制一下的。。。

qibao9891

搬运工 发表于 2013-3-22 23:25

                               
登录/注册后可看大图

哈哈，说是 热应力主导的淬火变形 不对的。
这个是组织转变不同时，组织应力所引起的。 ...

能否详细解释一下。

搬运工

1。从某种意义上讲，均匀冷却条件下热应力对高、低碳面的影响是对等的。
2。高、低碳面的组织转变不同时，组织应力引起了解变形。

qibao9891

搬运工 发表于 2013-3-23 20:43

                               
登录/注册后可看大图

1。从某种意义上讲，均匀冷却条件下热应力对高、低碳面的影响是对等的。
2。高、低碳面的组织转变不同时， ...

高工详细分析一下组织应力可好？

搬运工

昨天一个较长的回复贴说了组织应力问题，但提交失败了，等发现时变形结果已有答案了，所以没有继续跟帖。
零件竖直进入淬火介质冷却，可不考虑均匀冷却条件下热应力对高、低碳面的影响 。
因MS点的较大差异，低碳面先行发生马氏体组织转变，体积膨胀，由于此时零件尚具一定温度，加之未转变为马氏体组织的那一部分区域强度相对较低、塑性相对较好，零件在组织应力作用下的变形结果是低碳面凸起。
之后高碳面发生马氏体组织转变，虽然这时的体积膨胀量相对较大，但由于之前已形成的马氏体强度高，且此时的温度已相对较低，塑性相对较差，要矫正之前已经产生的变形即低碳面凸起，已经很困难。
最终变形结果就是低碳面凸起。
必须强调一点：技术要求、材料、工艺参数、零件形状结构、淬火冷却方式。。等的不同、最终的变形结果会有不同，因此，低碳面凸起只具体适合于本案例。。。
个人看法。

搬运工

小雨 发表于 2013-3-22 13:16

                               
登录/注册后可看大图

凹面是高碳面  全部是这样的  锅状

通过调整工艺参数、调整淬火冷却方式、方法等来控制零件的变形 ，这是可以尝试的。

花神

小雨 发表于 2013-3-18 12:17

                               
登录/注册后可看大图

今早淬火出来，弯曲3mm，上压力机压，一个角断裂。。。

应该是热压，要注意出油温度，不能冷透也不能太高

qibao9891

高工再解释一下：为什么某些单面渗碳的低碳合金钢件，会出现高碳面凸出的淬火变形。

qibao9891

算了，不讨论了，直接出结果。

用两块大铸铁平板，出炉后直接夹在两平板中间。靠平板传热实现淬冷。
这个方法简单。

cnszgong

qibao9891 发表于 2013-3-24 01:14

                               
登录/注册后可看大图

算了，不讨论了，直接出结果。

用两块大铸铁平板，出炉后直接夹在两平板中间。靠平板传热实现淬冷。

以前我们盐浴炉淬65Mn的8字垫片也采用类似的方法。淬火还是一片一片加热并淬火、回火前先把8字垫片擦干净然后好用两块平板把几十片8字垫片夹紧了再回火处理。效果也不错。

搬运工

qibao9891 发表于 2013-3-24 01:04

                               
登录/注册后可看大图

高工再解释一下：为什么某些单面渗碳的低碳合金钢件，会出现高碳面凸出的淬火变形。 ...

我70楼发言已提示到这个问题。
这么说吧：
某个牌号的合金钢单面渗碳，油冷淬火，如果我们选择的淬火加热温度足够的低，淬火后低、高碳面的组织会是怎么样的一个情况呢？
很显然，当低碳面马氏体组织转变量低到一定程度时，是会有可能出现高碳面凸起这样的情况的。
再一个，油冷时的组织应力相对是要小一些的。
第三就是MS点的差异大小问题。。。。
如此等等，如果出现高碳面凸起，也是可以成立的。
尽管如此，我们也不能说合金钢单面渗碳淬火就一定是高碳面凸起。

另外，这样的板类零件完全可以采取像汽车板簧压淬一样的方法来控制变形 。
个人观点。

伯龙马

tom 发表于 2013-3-21 10:06

                               
登录/注册后可看大图

个人观点：讨论变形规律意义不大，因为这个影响因素不止一种，即使想抓住主要矛盾也不容易，
作为热处理人 ...

   tom好友：校正方法是热处理的辅助工序，不可不讨论。
           1.有时零件真的无法用主要工艺保证变形度，必须采用辅助工序解决。
           2.掌握了变形规律，才能采取正确的工艺方法。

搬运工

伯龙马 发表于 2013-3-24 11:16

                               
登录/注册后可看大图

tom好友：校正方法是热处理的辅助工序，不可不讨论。
           1.有时零件真的无法用主要工艺保证变 ...

赞同你的观点。
根据零件目前的变形情况，有哪些具体的措施可以去改善这个单面渗碳淬火零件的变形程度呢？
大家再继续讨论一下。。。

伯龙马

qibao9891 发表于 2013-3-21 23:31

                               
登录/注册后可看大图

以下为转帖。为本人发在隔壁的一个老帖。

一张餐巾纸提问：

      反击法校正实质上属于钳工校正中的延展法校正？不是吧，高速钢淬火、回火后60HRC以上用冷敲法校正。这么硬能延展出多少？实质是消除应力的作用。钳工的冷敲延展法是对低、中硬度材料而言的。热处理冷敲校直法是对高硬度零件而言的。我在1978年机械工业出版社以编写组名义出版的《钢的热处理裂纹和变形》一书中曾是这样阐述的。其中还总结了22种校直法，并有详细举例。
    但这种单面渗碳件，确实如您所说的不适用冷敲校直法。热点校正法就完全可挽救，或速冷校正也可行。

伯龙马

cnszgong 发表于 2013-3-24 07:03

                               
登录/注册后可看大图

以前我们盐浴炉淬65Mn的8字垫片也采用类似的方法。淬火还是一片一片加热并淬火、回火前先把8字垫片擦干净 ...

    支持您的做法，值得肯定。谢谢！

qibao9891

马老、何老、高工三个人的观点基本一致，算是主流了吧。
那我就是非主流了。

不瞒马老说，我们上学时关于反击法校正的学习，基本上就是按照您的定义来的。但是我个人觉得，反击法校正本质上就是钳工校正中的延展法校正，硬度高也是可以被延展的，只要锤子更硬一点。

如果想确定到底是组织应力还是热应力主导这类变形，可以设计以下实验：
工业纯铁单面渗碳，然后800度淬冷。基体部分没有相变过程。如果是热应力主导，高碳面将凹进；如是组织应力主导，高碳面将凸出。可以分几个厚度来实验，可以进一步知道厚度对主导应力的影响。

不知那位大神可以帮忙做一下？

搬运工

qibao9891 发表于 2013-3-24 20:00

                               
登录/注册后可看大图

马老、何老、高工三个人的观点基本一致，算是主流了吧。
那我就是非主流了。

怎么得出“如果是热应力主导，高碳面将凹进；如是组织应力主导，高碳面将凸出”这个结论的。
这个问题只涉及到因组织转变不同时及组织转变量不同所产生的组织应力对变形结果的影响，热应力的影响忽略不计。。。

cnszgong

如果一个零件和楼主所说规格一样的零件其两个面的碳或其他化学成分不一样，那么会怎么变形呢？

cnszgong

以前做过耐磨板类的渗碳，不过那时候还真没注意它是怎么变形的。下次有机会做个实验看看。

搬运工

cnszgong 发表于 2013-3-24 22:10

                               
登录/注册后可看大图

如果一个零件和楼主所说规格一样的零件其两个面的碳或其他化学成分不一样，那么会怎么变形呢？ ...

属于纯粹的理论题。

“规格一样”看怎样的一样，“其两个面的碳或其他化学成分不一样”看怎样的不一样，不一样的区域各自的厚度怎样，还涉及到淬火介质问题、淬火加热温度问题。。。等等、太复杂，很难分析。

qibao9891

其实我的假设和高工乃至诸位大神的观点，其对变形方向的影响方式和最终结果是一样的。
只是假设的驱动力不一样。

首先高碳面淬冷后是压应力，变形又是高碳面凹进，这说明在高碳面MS温度以上，这个变形已经存在了。而且高碳面马氏体转变产生的压应力无法将这个变形抵消。

怎样产生的这个变形呢？三位前辈的观点是由于低碳面马氏体MS点高，先转变膨胀，形成变形。
如果这个观点是对的，那用工业纯铁这种没有相变的材料，由于没有先转变膨胀，这个先存在的变形也就不会出现，而后续的高碳面马氏体转变膨胀，就会使高碳面凸出。
也就是说用工业纯铁实验，高碳面凸出就能证明组织应力是主导的。

我的假设不是这样的。我没有条件使用到工业纯铁，但是我观察到含碳量很低的碳钢材料，也会出现高碳面凹进的现象。比如前面何老爷子提供的Q195的例子。渗碳后的淬火温度本来不高，这些钢含碳量又很低，能得到多少马氏体呢？而且前面我也分析了，如果是组织应力作用，含碳量低到0.0218%，就会出现高碳面凸出的现象。对于Q195这样的材料，含碳量0.06~0.12%，很难想像如果含碳量再低几个百分点，它的变形就要反转。

所以我猜想这种变形的驱动力可能不是组织应力的先涨后涨，--至少不完全是。
看一下热应力。对于低碳钢来说，含碳量增加，会使导热性降低。由于渗碳层的阻隔，高碳面的冷速将低于低碳面。如此在高温区就形成了先缩后缩的局面，也能形成高碳面凹进的变形。如果用工业纯铁实验的话，这种先缩后缩还是存在的，所以必然是高碳面凹进。
也就是说用工业纯铁实验，高碳面凹进就能证明热应力是主导的。

当然还要考虑有适当的厚度，厚度太小和太大都要另行分析。

无论是组织应力还是热应力，对于低碳钢来说，它们对变形方向的影响方式和最终结果都是一样的。

困了，不打了。独自一人游走在三位大神的象腿之间，最容易发生的事就是被踩扁。

还有，愚见，轻拍。

tom

诸位高工切磋正酣，我见缝插针谈点个人愚见：
变形主要两方面因素：一是应力造成不规则塑性变形，二是组织转变引起体积不规则改变。
高碳面压应力，低碳面拉应力不谈了；
不管高碳面低碳面，都以低碳马氏体膨胀为主，高碳面的渗碳层掩盖（减缓了）这个膨胀，而低碳面无遮挡膨胀更结棍。——欢迎拍钻！

搬运工

qibao9891 发表于 2013-3-25 00:26

                               
登录/注册后可看大图

其实我的假设和高工乃至诸位大神的观点，其对变形方向的影响方式和最终结果是一样的。
只是假设的驱动力不 ...

你的这个思路很正确。
我考虑到了你说的这么一个情况，
所以我在82楼的发言中有“热应力的影响忽略不计”这么一句话。
从竖直入水这个角度来说，两个面的初始冷却环境相同，我又为何要说到存在这么一个热应力呢【其中的忽略不计值得斟酌】，也是考虑到了因碳含量的不同，热传导系数且还有热膨胀系数不同这个因素。
那么这个热应力的作用效果与组织应力的作用效果究竟是叠加关系还是抵消关系呢？
分析清楚了，才能有结论。
“如果是热应力主导，高碳面将凹进；如是组织应力主导，高碳面将凸出”这句话也还是需要斟酌的。
举例说明：
1.两个面成分相同，在AC1以下温度加热，之后一面热风冷却，一面冷风冷却，变形结果会是怎样的？
用这个例子来说明先冷、后冷对变形的影响正好与你在86楼层说的情况相反。
2.热膨胀率的的影响又是一个影响因素。
以上为个人看法。
请大家继续讨论。

搬运工

tom 发表于 2013-3-25 09:48

                               
登录/注册后可看大图

诸位高工切磋正酣，我见缝插针谈点个人愚见：
变形主要两方面因素：一是应力造成不规则塑性变形，二是组织 ...

高碳面 、低碳面的表面层应力状态应具体问题具体分析，同时都处于压应力状态也完全有可能的。
个人观点。

小雨

随风飘飘 发表于 2013-3-18 13:32

                               
登录/注册后可看大图

变形太大。首先解决装炉方法，现在的装炉方式？

吊挂，做了工装 用钩  掉在星形吊具上，成自由下垂态

小雨

cnszgong 发表于 2013-3-18 20:50

                               
登录/注册后可看大图

楼主除了给出零件材质、零件规格和表面硬度要求以外其它方面给的资料很少。
如果楼主给出更详细些的资料 ...

还需要什么信息？？？我们用井式渗碳炉，通的是 异丙醇和甲醇 气体。

小雨

秦楼明月 发表于 2013-3-18 21:05

                               
登录/注册后可看大图

不知楼主产品对基体硬度有无要求，如对基体硬度无求，只要求一面有硬度，是否可考滤渗碳缓冷，要硬度的面高 ...

高频淬火 层深 满足不了 ，我们这边的设备。。。

小雨

沧海一声笑 发表于 2013-3-18 21:11

                               
登录/注册后可看大图

按照楼主的渗碳淬火要求，应该还有层深要求！！

2-4的层深

小雨

cnszgong 发表于 2013-3-18 21:06

                               
登录/注册后可看大图

零件名称 应该叫 耐磨板

图纸是 垫板。。。哈哈  差不多吧 我们是生产成套设备的。。。我车间只做零部件

小雨

Adam 发表于 2013-3-20 08:34

                               
登录/注册后可看大图

你重新加热淬火还是要渗上碳的，渗层还不浅呢
涂防渗涂料简单

重新加热 我们通甲醇 保护。。。

小雨

qibao9891 发表于 2013-3-20 22:38

                               
登录/注册后可看大图

一张餐巾纸老先生曾有一个考技师的操作题，和这个类似，都是单面渗碳。
不同之处是那道题是低碳钢，而本帖 ...

是 高碳面  ，48件 皆是如此。。。。

小雨

伯龙马 发表于 2013-3-20 23:12

                               
登录/注册后可看大图

不是赌一把！肯定凹面是低碳面。因为，渗碳面淬火后体积膨胀呈现压应力状态；低碳面淬火为低碳马氏体 ...

在工件垂直入水冷却后，平板两面温度下降速度基本是一致的，可是，由于渗碳面和非渗碳面发生马氏体（相变）的温度并不相同，出现了相变的不同期性问题。非渗碳面的Ms点要高，先发生相变体积增大，并在比较窄的温度区间完成了全部相变过程，而这时渗碳面仍然处于过冷奥氏体热收缩阶段，导致整个工件发生了渗碳面下凹的变形。当温度降至渗碳面的Ms以下发生马氏体相变时，体积增大率虽然比较大，然而，由于与非渗碳面及其渗碳层下面的心部区域的尺寸相比，其厚度显得很单薄，在强大的阻力面前翻不过身来。也就是说，前期的变形保留了下来。所以。。。高碳面四角翘起，凹下去，实践也证明如此。。。

伯龙马

小雨 发表于 2013-3-25 23:38

                               
登录/注册后可看大图

在工件垂直入水冷却后，平板两面温度下降速度基本是一致的，可是，由于渗碳面和非渗碳面发生马氏体（相变 ...

     您试验的材料是低碳合金钢单边渗碳的结果（）。且合金含量越高，这种渗碳面凹陷的规律越明显。
     低碳碳素钢单边渗碳后的结果怎样呢？
   同时垂直入水冷却，初期两面都产生热应力，在渗碳面发生马氏体转变前，几乎不变形；当渗碳面发生马氏体转变时发生体积膨胀使高碳面凸起，并呈现压应力状态，；因淬透性问题，非渗碳面淬不上火，弹塑性仍很好，在热应力作用下呈现凹陷现象。

小雨

伯龙马 发表于 2013-3-26 10:01

                               
登录/注册后可看大图

您试验的材料是低碳合金钢单边渗碳的结果（）。且合金含量越高，这种渗碳面凹陷的规律越明显。
     ...

嗯  原理很清晰 受教了 谢谢前辈

小雨

搬运工 发表于 2013-3-21 13:22

                               
登录/注册后可看大图

你目前具体采取的是怎样的一种工艺方法？
盼复！

我用紧固螺钉（螺钉中间放入d=45壁厚5的管子，长度为70）固定中间孔，和四角的沉孔，相当于点焊住，这样一来仍有变形，达到1.5-2.3有好转，个别弯曲在要求范围。
谢谢前辈关注。