原材料对盆齿端面平面度的影响

霜月 · 发表于 2012-12-22 17:09:06

以前在热处理论坛空间中曾经谈论过该话题，现重提该话题是因为盆齿变形的问题仍不时出现。
生产中发现，不同批次的同一种盆齿，端面平面度波动较大，即使同一炉钢生产的同一盆齿，在同一料盘渗碳后在同一台淬火压床按相同参数淬火冷却过程中，上一件和下一件的差异也很大，随机抽检两件端面平面度相差较大的盆齿取样进行分析，金相组织、心表硬度、渗碳层深都没有明显差异，不同部位的合金成分相差也不大，只有碳含量差异稍大些，见下表，问题是这是影响端面平面度的主要原因吗？

端面平面度	金相组织、硬度和硬化层深度	盆齿不同部位心部含碳量，
内缘平面度0.35mm外缘平面度0.30mm	碳化物1级、马氏体4级、残余奥氏体4级、心部低碳马氏体；表面硬度61HRC、心部硬度40HR；硬化层深1.30mm	轮齿心部：0.173%，轮辐心部：0.194%，相差0.021%
内缘平面度0.10mm外缘平面度0.08mm	碳化物1级、马氏体3级、残余奥氏体4级、心部低碳马氏体；表面硬度62HRC、心部硬度41HR；硬化层深1.35mm	轮齿心部：0.195%，轮辐心部：0.208%，相差0.013%

cnszgong · 发表于 2012-12-22 18:27:42

前辈：原材料的晶粒度、带状组织对变形有没有影响？

追求卓越 · 发表于 2012-12-22 18:34:59

介个，一说到材料，就讲不清楚了。中国为什么生产不出航母的钢板？成分、组织均能分析出来，为什么造不出来呢？或者说造出来后性能为什么相差巨大？

霜月 · 发表于 2012-12-22 19:59:42

cnszgong 发表于 2012-12-22 18:27

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前辈：原材料的晶粒度、带状组织对变形有没有影响？

如果原材料存在混晶和比较严重的带状组织，会引起不规则变形。

沧海一声笑 · 发表于 2012-12-23 15:41:35

心部原始含碳量越高淬火后的硬度越高，淬火应力越高，变形越大！并且内孔的收缩量也越大！

沧桑岁月 · 发表于 2012-12-24 16:27:43

对于齿轮热处理变形，我个人想法是考虑原始组织。
一般热处理变形对于季节来说主要集中在春天和秋天，特别是冷热交替的季节。这个季节对于齿轮预备热处理存在很大难度。产生贝氏体、甚至马氏体等非铁素体和珠光体组织的可能性大增。

霜月 · 发表于 2012-12-24 18:59:18

沧桑岁月发表于 2012-12-24 16:27

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对于齿轮热处理变形，我个人想法是考虑原始组织。
一般热处理变形对于季节来说主要集中在春天和秋天，特别 ...

我这里有内花键的齿轮在夏天和冬天出现变形问题的时候多些，夏天易出现内花键胀大、冬天则出现内花键收缩现象。

霜月 · 发表于 2012-12-25 21:14:30

在相同设备按相同工艺参数机加工和热处理的同一种盆齿，       材料淬透性不同时，平面度的检测结果
所用20CrMnTi末端淬透性值（HRC）  外缘平面度/mm 内缘平面度/mm    合格率/%
J9       J15
37       33                                           ~0.20             ~0.35                37.5
34       29                                        最大0.3                      最大0.4                0
33       27                                        0.08~0.15       0.10~0.28                88.7

沧海一声笑 · 发表于 2012-12-25 21:19:47

霜月发表于 2012-12-25 21:14

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在相同设备按相同工艺参数机加工和热处理的同一种盆齿，材料淬透性不同时，平面度的检测结果
所用2 ...

淬透性的变化后，后续的冷却效果是否也得跟着变化，也就是调整淬火油的冷却能力问题，或淬火温度的变化！

霜月 · 发表于 2012-12-25 21:23:08

沧海一声笑发表于 2012-12-25 21:19

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淬透性的变化后，后续的冷却效果是否也得跟着变化，也就是调整淬火油的冷却能力问题，或淬火温度的变化！ ...

做这个材料工艺试验，就是想能根据淬透性高低来调整淬火参数。

沧海一声笑 · 发表于 2012-12-25 21:25:29

霜月发表于 2012-12-25 21:23

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做这个材料工艺试验，就是想能根据淬透性高低来调整淬火参数。

其实淬透性高了也不一定是坏事，起码渗碳工艺的时间可以缩短，只要调整好好渗碳工艺参数，那么效果就会显现！

潇潇暮雨 · 发表于 2012-12-26 10:25:08

沧海一声笑发表于 2012-12-25 21:25

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其实淬透性高了也不一定是坏事，起码渗碳工艺的时间可以缩短，只要调整好好渗碳工艺参数，那么效果就会显 ...

但淬透性高的材料热处理变形是否会大呢？

霜月 · 发表于 2012-12-26 18:11:58

资料介绍：淬透性高的材料热处理变形大，我们的工艺试验也验证了。但与零件结构有很大的关系，有的零件对材料淬透性的高低不敏感。

沧海一声笑 · 发表于 2012-12-26 18:16:48

霜月发表于 2012-12-26 18:11

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资料介绍：淬透性高的材料热处理变形大，我们的工艺试验也验证了。但与零件结构有很大的关系，有的零件对材 ...

淬透性高了以后，配以较为缓和的冷却油可以降低变形量！！淬透性高了后，盆齿的内孔收缩量较常规的要大，也就是余量会大些！

霜月 · 发表于 2012-12-27 21:27:28

跟踪统计发现：材料淬透性高低对盆齿端面平面度变形的影响与盆齿结构有较大的关系，截面厚度大、几何尺寸变化小，材料淬透性高低对其端面变形的影响很小。
所用20CrMnTi末端淬透性值（HRC）外缘平面度/mm    内缘平面度/mm    合格率%
J9 J15
43 38                                     ＜0.10                   ＜0.10          100
40 34                                     ＜0.10                   ＜0.10          100
38 33                                     ＜0.10                   ＜0.10          100
34 27                                     ＜0.10                   ＜0.10          100

cnszgong · 发表于 2012-12-27 21:38:32

是不是截面几何尺寸变化大，其平面度变形也越大？？

霜月 · 发表于 2012-12-27 22:11:02

cnszgong 发表于 2012-12-27 21:38

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是不是截面几何尺寸变化大，其平面度变形也越大？？

我追踪统计的结果是截面几何尺寸变化大，材料淬透性对其平面度变形的影响也越大。

cnszgong · 发表于 2012-12-27 22:13:27

霜月发表于 2012-12-27 22:11

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我追踪统计的结果是截面几何尺寸变化大，材料淬透性对其平面度变形的影响也越大。 ...

我觉得如果要改善其平面变形，可以“逻辑上”通过改变其截面尺寸变化大的局面来减小其平面变形量。

孤鸿踏雪 · 发表于 2012-12-28 09:43:35

cnszgong 发表于 2012-12-27 22:13

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我觉得如果要改善其平面变形，可以“逻辑上”通过改变其截面尺寸变化大的局面来减小其平面变形量。 ...

怎么改变啊，这是设计人员的事，我们这些“热人”对这些产品的结构形貌、几何尺寸几乎没有话语权。

cnszgong · 发表于 2012-12-28 20:53:47

孤鸿踏雪发表于 2012-12-28 09:43

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怎么改变啊，这是设计人员的事，我们这些“热人”对这些产品的结构形貌、几何尺寸几乎没有话语权 ...

“逻辑上”通过改变其截面尺寸变化大的局面的例子：带“减轻槽”的齿轮的减轻槽上加装补偿垫圈，是否可以减小“减轻槽”有效厚度和齿轮厚度相差大的局面呢？

霜月 · 发表于 2012-12-28 21:18:20

现在采用压床限形淬火来控制端面变形，在没有压床之前，就有采用加装补偿环、套等来减小变形的方法。

霜月 · 发表于 2012-12-28 21:25:47

本帖最后由潇潇暮雨于 2013-1-5 15:42 编辑

采用材料淬透性为J9=34HRC、J15=29HRC的同一炉20CrMnTi生产结构不同的两种盆齿，其渗碳淬火后的端面平面度统计结果为：
盆齿结构                   外缘平面度/mm       内缘平面度/mm             合格率%
截面变化小                   ～0.15                      ～0.10                         99.3
截面尺寸变化大             最大0.30             最大0.40                            0

cnszgong · 发表于 2012-12-28 21:30:56

这么说来零件本身的形状也是造成这两种差别的原因之一咯。

孤鸿踏雪 · 发表于 2012-12-29 08:16:11

cnszgong 发表于 2012-12-28 20:53

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“逻辑上”通过改变其截面尺寸变化大的局面的例子：带“减轻槽”的齿轮的减轻槽上加装补偿垫圈，是否可以 ...

原来您说的是“补偿环”、“补偿块”、“补偿塞”啊。

是啊，这种在工件的工艺孔、槽和缺口等处，加装“补偿环”、“补偿块”、“补偿塞”的办法，因为一定程度地改变（主要是平衡补偿作用）了工件各部位的蓄热和冷却，可以起到一定的减小变形、开裂作用，但也并不是屡试不爽

霜月 · 发表于 2012-12-29 10:33:58

cnszgong 发表于 2012-12-28 21:30

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这么说来零件本身的形状也是造成这两种差别的原因之一咯。

齿轮结构对变形的影响有时候比材料的影响大许多。

沧桑岁月 · 发表于 2013-1-5 13:21:36

霜月发表于 2012-12-27 21:27

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跟踪统计发现：材料淬透性高低对盆齿端面平面度变形的影响与盆齿结构有较大的关系，截面厚度大、几何尺寸变 ...

数据很有说服力。
我们公司曾经弄过一批材料，太阳轮。
要求20CrMnTiH，但是钢厂没有该材料了，采用20crMnTiHH供货的，但是做完齿轮后，内孔变形达到20％。经过检测，两者的淬透性差别不是很大，但是试验效果却差别太大了。

Adam · 发表于 2013-2-5 10:50:03

霜月发表于 2012-12-25 21:14

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在相同设备按相同工艺参数机加工和热处理的同一种盆齿，材料淬透性不同时，平面度的检测结果
所用2 ...

你们的材料或者实验或检测有问题啊
就几个数据，
但是你的硬度值尽然相差6HRC

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