滲碳爐熱處理問題解決方法
一、缺陷名稱:滲碳層出現大塊狀或網狀碳化物
缺陷產生原因:表面碳濃度過高
1. 滴注式滲碳,滴量過大
2. 控制氣氛滲碳,富化氣太多
3. 液體滲碳,鹽浴氰根含量過高
4. 滲碳層出爐空冷,冷速太慢
對策:
1. 降低表面碳濃度,擴散期內減少滴量和適當提高擴散期濕度,也可適當減少滲碳期滴量
2. 減少固體滲碳的催碳劑
3. 減少液體滲碳的氰根含量
4. 夏天室溫太高,滲后空冷件可吹風助冷
5. 提高淬火加熱溫度50~80ºC并適當延長保溫時間
6. 兩次淬火或正火+淬火,也可正火+高溫回火,然后淬火回火
二、缺陷名稱:滲層出現大量殘余奧氏體
缺陷產生原因:
1. 奧氏體較穩定,奧氏體中碳及合金元素的含量較高
2. 回火不及時,奧氏體熱穩定化
3. 回火后冷卻太慢
對策:
1. 表面碳濃度不宜太高
2. 降低直接淬火或重新加熱淬火溫度,控制心部鐵素體的級別≤3級
3. 低溫回火后快冷
4. 可以重新加熱淬火,冷處理,也可高溫回火后重新淬火
三、缺陷名稱:表面脫碳
缺陷產生原因:
1. 氣體滲碳后期,爐氣碳勢低
2. 固體滲碳后,冷卻速度過慢
3. 滲碳后空冷時間過長
4. 在冷卻井中無保護冷卻
5. 空氣爐加熱淬火無保護氣體
6. 鹽浴爐加熱淬火,鹽浴脫氧不徹底
對策:
1. 在碳勢適宜的介質中補滲
2. 淬火后作噴丸處理、
3. 磨削余量,較大件允許有一定脫碳層(≤0.02mm)
四、缺陷名稱:滲碳層淬火后出現屈氏體組織(黑色組織)
缺陷產生原因:滲碳介質中含氧量較高:氧擴散到晶界形成Cr、Mn、Si的氧化物,使合金元素貧化,使淬透性降低
對策:
1. 控制爐氣介質成分,降低含氧量
2. 用噴丸可以進行補救
3. 提高淬火介質冷卻能力
五、缺陷名稱:心部鐵素體過多,使硬度不足
缺陷產生原因:
1. 淬火溫度低
2. 重新加熱淬火保溫時間不足,淬火冷速不夠
3. 心部有未溶鐵素體
4. 心部有奧氏體分解產物
對策:
1. 按正常工藝重新加熱淬火
2. 適當提高淬火溫度延長保溫時間
六、缺陷名稱:滲碳層深度不足
缺陷產生原因:
1. 爐溫低、保溫時間短
2. 滲劑濃度低
3. 爐子漏氣
4. 鹽浴滲碳成分不正常
5. 裝爐量過多
6. 工件表面有氧化皮或積炭
對策:
1. 針對原因,調整滲碳溫度、時間、滴量及爐子的密封性
2. 加強新鹽鑒定及工作狀況的檢查
3. 零件應該清理干凈
4. 滲層過薄,可以補滲,補滲的速度是正常滲碳的1/2,約為0.1mm/h左右
七、缺陷名稱:滲層深度不均勻
缺陷產生原因:
1. 爐溫不均勻
2. 爐內氣氛循環不良
3. 炭黑在表面沉積
4. 固體滲碳箱內溫差大及催滲劑不均勻
5. 零件表面有銹斑、油污等
6. 零件表面粗糙度不一致
7. 零件吊掛疏密不均
8. 原材料有帶狀組織
對策:
1. 滲碳前嚴格清洗零件
2. 清理爐內積炭
3. 零件裝夾時應均勻分布間隙大小相等
4. 經常檢查爐溫均勻性
5. 原材料不得有帶狀組織
6. 經常檢查爐溫、爐氣及裝爐情況
八、缺陷名稱:表面硬度低
缺陷產生原因:
1. 表面碳濃度低
2. 表面殘余奧氏體多
3. 表面形成屈氏體組織
4. 淬火溫度高,溶入奧氏體碳量多,淬火后形成大量殘余奧氏體
5. 淬火加熱溫度低,溶入奧氏體的碳量不夠,淬火馬氏體含碳低
6. 回火溫度過高
對策:
1. 碳濃度低,可以補滲
2. 殘余奧氏體多,可高溫回火后再加熱淬火
3. 有托氏體組織,可以重新加熱淬火
4. 嚴格熱處理工藝紀律
九、缺陷名稱:表面腐蝕和氧化
缺陷產生原因:
1. 滲劑不純有水、硫和硫酸鹽
2. 氣體滲碳爐漏氣固體滲碳時催滲劑在工件表面融化,液體滲碳后,工件表面粘有殘鹽
3. 高溫出爐,空冷保護不夠
4. 鹽爐校正不徹底,空氣爐無保護氣氛加熱,淬火后不及時清洗
5. 零件表面不清潔
對策:
1. 嚴格控制滲碳劑及鹽浴成分
2. 經常檢查設備密封情況
3. 對零件表面及時清理和清洗
4. 嚴格執行工藝紀律
十、缺陷名稱:滲碳件開裂
缺陷產生原因:
1. 冷卻速度過慢,組織轉變不均勻
2. 合金鋼滲后空冷,在表層托氏體下面保留一層未轉變奧氏體在隨后冷卻或室溫放置時,轉變成馬氏體,比容加大,出現拉應力
3. 第一次淬火時,冷卻速度太快或工件形狀復雜]
4. 材質含提高淬透性的微量元素(Mo、B)太多等
對策:
1. 滲后減慢冷卻速度,使滲層在冷卻過程中完全共析轉變
2. 滲后加快冷卻速度,得到馬氏體+殘余奧氏體。松弛內層組織轉變產生的拉應力
3. 淬火開裂應減慢冷卻速度、含微量元素作工藝試驗,或提高淬火介質溫度
十一、缺陷名稱:高合金鋼氫脆
缺陷產生原因:
1. 爐氣中含氫太高
2. 滲碳溫度太高利于氫擴散
3. 滲后直接淬火,氫來不及析出以過飽和狀態存在于鋼中
對策
1. 滲碳后緩慢冷卻
2. 直接淬火后,迅速在250ºC以上回火
3. 零件出爐前停止供給滲劑,通入氮氣排氫后,直接淬火
十二、缺陷名稱:滲層碳濃度低
缺陷產生原因:
1. 爐內碳勢低,溫度低,滴量少,爐子漏氣
2. 工件表面形成碳黑或被炭黑覆蓋,裝爐量太多
3. 爐子氣氛不均勻,爐壓太低,使爐子局部造成死角
4. 工件間距離太小,爐子循環不暢
5. 滲后冷卻時脫碳
對策:
1. 滲碳時,經常檢查爐溫、滲劑滴量
2. 注意爐氣、爐壓
3. 防止爐子漏氣和風扇停轉、反轉
4. 工件之間距離大于1cn
5. 經常燒碳黑,清理爐內積炭,滲后入冷卻井冷卻,在井中倒煤油或甲醇保護
缺陷名稱:滲碳層過厚
十三、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. 試樣檢驗不準
對策:
1. 針對原因,采取工藝措施
2. 滲層超過圖樣上限要求,不合格,但與圖樣規定相差0.05mm時,可以仲裁合格或申請回用
十四、缺陷名稱:滲碳件畸變過量
缺陷產生原因:
1. 滲碳時裝爐方法或夾具選擇不當
2. 滲碳溫度太高,爐氣、爐壓不均和不穩定
3. 直接淬火溫度過高
4. 不適當安排兩次淬火
5. 加熱方式不當,淬火劑及冷卻方式不當
6. 淬火返修次數太多
7. 零件上滲碳層的濃度和深度不均勻,淬火時造成無規則翹曲
8. 工件形狀復雜,壁厚不均勻,有的面滲碳,有的面不滲碳或少滲碳
對策:
1. 長桿狀件應垂直吊放,平板零件要平放,零件在夾具上要平穩不能受預應力,出爐操作要平穩、爐溫要適當
2. 直接淬火應預冷,盡量用一次淬火代替二次淬火,正確選擇熱處理工藝
3. 預先留出機加工余量
十五、缺陷名稱:滲碳速度很慢
缺陷產生原因:
1. 溫度過低
2. 滲劑太多,零件表面積炭
3. 滲劑含硫量過多
4. 風扇軸承用MoS2潤滑,潤滑油進入爐內,使硫增加
5. 風扇軸承漏氣、氧氣進入爐中
6. 風扇軸冷卻水滲漏入爐
對策:針對缺陷采取相應措施
十六、缺陷名稱:滲碳件淬火后表面剝落
缺陷產生原因:
1. 固體滲碳劑活性過分強烈
2. 滲碳溫度過高,大量碳原子滲入工件表面來不及擴散,過渡不好形成表面碳濃度過高
對策:
1. 將高碳勢件在保護氣氛中(碳勢(體積分數)為0.8%)加熱2~4h,以減少表面碳濃度
2. 也可將此件在質量分數為3%~5%的蘇打和木炭中加熱至920~940ºC,保溫2~4h,以減少表面碳濃度
十七、缺陷名稱:零件上出現玻璃狀凸瘤
缺陷產生原因:
1. 固體滲碳時,滲碳中由于SiO2質量分數2%以上所致
2. SiO2高溫和Na2CO3作用,生成玻璃狀物質粘附在工件表面,形成凸瘤
對策:
1. 固體滲碳時,滲劑應純凈
2. 舊滲碳劑徹底篩去塵埃
3. 去除滲劑中砂石及封口用耐火粘土
十八、缺陷名稱:滲碳件出現反常組織(游離鐵素體,游離滲碳體或網狀鐵素體在二次滲碳體周圍)
缺陷產生原因:
1. 鋼中和滲碳介質中含氧量過高所致,使淬火時出現軟點使耐磨性降低
2. 滲碳劑應干燥去水分
對策:
1. 適當提高淬火溫度延長保溫時間,使組織均勻化
2. 選用淬火烈度大的淬火介質
十九、缺陷名稱:過熱
缺陷產生原因:
1. 滲碳時過勢或淬火加熱時過勢,使晶粒長大,脆性增加
2. 滲碳時過勢,不但表層含碳量增加,同時碳化物也增加,出現萊氏體
對策:
1. 采用正火,使晶粒細化
2. 鹽爐加熱淬火,工件不能緊靠電極
3. 檢查儀表是否失靈
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