差错导致失败——热处理教训续!

发布者: 发布时间:2017/12/20 10:48:30 阅读:次 【字体:

  许多技术工作中,失败、出现问题,往往都因为一些不值得一提的小事,并非技术关键所造成,也非书本上提到的典型理论在具体运用上的错误,这些小事说到底就是差错!所以,很值得吸取教训,引以为诫。

  在分析这些差错、失误时,就会发现之所以出问题,常常不是由于不知道“应该”怎样做,而是由于不注意“不要”或“不宜”做什么,从而出现废品或次品。

  今天继续与大家讨论学习,您也可以在我们的留言区参与讨论!!!

  7.如何选用捆扎铁丝?

  热处理过程中离不开捆扎铁丝,但是如何选用捆扎铁丝没有资料详细提及,是一个既简单,也闹人的问题。《淬火捆扎铁丝规格的选用与使用方法》(需要这个文献的可给小编留言索要)

  淬火捆扎铁丝可选用退火钢丝(黑铁丝)或镀锌铁丝(白铁丝,俗称铅丝)。

  950℃高温长期使用时其抗拉强度约为6MPa,短时使用可以按10MPa估算。淬火捆扎铁丝使用温度在750~1050℃范围使用,这时的铁丝的强度是其室温时的1/10,按最小承载能力计算估计在29.5MPa。即3kg/ mm2,使用时再考虑安全系数n=3的话,得出承载1 kg/ mm2工件重量。以SWG为英国线规代号为例,承载表如下。现实中采用不加安全系数n时的数据为多数。

  表1 以SWG为英国线规代号为例,承载数据

  注意,当在空气炉中氧化性气氛加热时,不能按照此种方法选用铁丝,但短时可以选用n=3时的承载规格,也需要慎用。当在真空炉使用时,不要选用镀锌铁丝,而应该选用退火钢丝。

  网友观点:渗碳件产品还是慎用镀锌铁丝,原因是金属元素---锌---影响氧探头的检测准确性,会产生锌中毒现象!

  网友观点:渗碳炉中的防渗涂料也有讲究,不能随便选择,必须要问清楚成分才可以购买!——也会使“氧探头的检测准确性”受到影响!

  网友观点:以前采用井式炉渗碳淬火时,就曾遇到过因为捆扎产品的铁丝断裂,导致产品散落在炉里无法出炉淬火的问题,教训深刻啊!

  网友观点:我们这里搞调质很多时候是不注意防备料筐系的脱焊,隔一段时就发生料筐系断掉,无法淬火。师傅们光顾着干活,不注意管工具的使用情况,端了再焊,焊了要给工时钱。

  网友提问:如果我渗碳时间一周左右,吊炉口试样选用多粗的什么材质的铁(钢)丝合适?

  汪老师解答:我的看法:按试样质量×n(n=8-10倍)<强度,选择粗细就可以了。

  8.高、中频及表面淬火件不能不经过预备热处理

  高、中频表面淬火较普通淬火后的工件相比,表面硬度高,强度高,疲劳强度高。

  这些优越的性能主要是由于高,中频加热是一种无保温的快速加热,这种加热条件便造成奥氏体成分不均匀,奥氏体晶粒及亚结构的细化,淬火后淬硬层内马氏体针极为细小,碳化物的弥散度极高。这些优越的组织及优良的性能是在细小的原始组织下才会得到。

  如果原始组织中存有大块游离的铁素体,淬火后就会出现淬硬层厚薄不均匀,从而影响淬硬层硬度的均匀性,降低淬硬层的性能,或者淬火后出现软点。

  因此对高、中频淬火件在淬火前要进行正火或调质处理,得到细小均匀的组织。这种预处理不仅是为表面做好组织准备,也可使工件在整个截面上具有优良的力学性能。

  网友观点:高、中频淬火在处理前,对工件先进行正火或调质处理作为预处理,其好处还在于能够减少变形量,特别对于容易变形的工件尤其重要。

  对于单件工件,也可以调整高、中频的参数,先进行正火处理,再进行正常的高、中频淬火。

  9.气体渗碳工件间距不能太小

  气体渗碳是靠风扇使气氛在炉内强烈循环,以达到炉内气氛均匀。要想达到炉气在渗碳罐内循环良好的目的,工件的间距不能过小。

  尤其是一些小的渗碳体,在装炉时不仅工件间不能相互接触,也不能使间距过小,不然便会使炉内气氛难以流通畅顺。炉内气氛不均,甚至使炉内局部造成死角,造成部分渗件的渗碳不良。小件最好选择网带式炉做。

  一般情况下,工件间距要保持5~10mm间隙。

  网友观点:不仅仅是渗碳均匀的问题。 还有保证淬火均匀的问题。

  网友观点:我曾在一家齿轮公司看见过密集装炉的情况,大齿轮中放较小齿轮,较小齿轮里面再放小齿轮,据说渗碳均匀,没有出现我们担心的问题。

  网友观点:铁匠以为渗碳的话,零件与零件之间,面接触是不允许的,线接触、点接触是可以接受的。

  氮化也是如此。

  网友观点:间隙问题必须与实际的产品甚至淬火介质联系起来,

  小而薄的产品间隙小点不至于影响到产品的质量,

  但是对于大产品,材料淬透性又差的产品,间距还是要打点的好,

  有的要大于20mm,

  当然一切还是试验数据说话。

  10.高碳高合金钢的淬火返修件不宜直接淬火

  高碳高合金钢Ms点较低,淬火比容较大,因此淬火件存在较大的内应力,若直接重新淬火,很容易变形和开裂。因此在重新淬火之前必须迸行一次退火处理,以消除其内应力。

  网友观点:淬火马氏体加热时晶粒长大速度快,晶粒易粗大。

  网友观点:做过D2的试验,1030保温正常,直接返工也曾偶尔做过,使用尚可,性能未测试。假如返工前高回,则返工后尺寸明显收缩。

  网友观点:H13我也做过,要退火,不能直接重淬。

  网友观点:我是做表淬的,个人观点,淬火后返修,是直接返修还是高回后再返修,返修后的结果不能一概而论,但有一点事肯定的,高回后再返修,裂纹风险降低,但是变形相对比较大;直接返修,淬裂风险大,看怎么权衡和把握了。如果首次淬火硬度偏低,硬化层深度不太深,直接返修,把握好温度和冷却,直接返修是可以的……

  网友观点:我做Cr12MoV的重新淬火时先进行一次720-730的高温回火,回火后硬度为HRC28,然后再重新淬火,没有什么问题。我认为二次淬火前的热处理(淬火+低回+高回)相当于做了一次调质预处理,只要有加工余量,返淬火前可不进行退火

  网友提问: 5crnimo淬火失败 重新淬不硬 必须退火在重淬 但是为什么呢?理论上不通啊。

  11.有网状碳化物存在的高碳钢不宜进行球化退火

  高碳钢为了降低硬度,有较好的加工性能,在淬火时不易出现过热、变形和开裂,都是采用球化退火。

  但是,在球化退火前,钢中不能有严重的网状碳化物存在,若有网状碳化物存在,将阻止球化的进行。对于具有这种组织的钢,既使球化退火后网状碳化物呈链条状沿晶界分布,这种组织对钢的性能仍十分不利,使钢达不到球化退火的口的。

  因此,对于具有严重网状碳化物组织的高碳钢,在球化退火前必须采用正火处理,消除网状碳化物,之后再进行球化退火。

  网友观点:我也检测过很多球化组织,以前认为残存部分片状珠光体可能是加热不足和冷却太快,看来和冷却是没关系的。我们一批夹码开裂,65Mn球化处理,结果我发现有的还是片状,后来发现都球化的组织,硬度却差30HV左右(这个可能就是你说的冷却太快,析出细小颗粒吧?)而要求硬度在140-165HV之间。如果说硬度反映一个强度,那是否可以采用含碳量更低的钢球化后代替65Mn了?

  网友补充:球化退火是最重要的预备热处理手段

  球化退火是把钢的显微组织处理成球化体的热处理工艺,而球化体是指碳化物(包括渗碳体)呈球状小颗粒均匀分布在铁素体基体中的显微组织,又称为球状或粒状珠光体。一般常用的方法是加热使钢件奥氏体化后,较长时间地保持在略低于下临界点的温度,然后缓慢地冷却下来。

  球化退火工艺概述

  从理论上讲,粒状珠光体形成的关键在于奥氏体中保留大量的未溶碳化物质点,并存在碳浓度的微观不均匀性。只有这样才能使碳化物从过冷奥氏体中均匀弥散地析出并球化,形成粒状珠光体。因此,球化退火的工艺制度相当严格。

  影响球化质量的因素

  加热温度的选择,是能否获得完全球化组织的关键因素。加热温度适当,则既能保证原来的片状珠光体消失,又能保留一部分未完全溶于奥氏体的碳化物,形成较为粗大的颗粒状碳化物,若加热温度稍高或稍低于正常温度,则会形成过热或欠热组织,不能形成正常的球化组织。实践证明:加热时,剩余碳化物微粒越多,越易球化。

  由此可见,钢的化学成分也是影响球化质量的一个重要因素。如碳素工具钢中的T10A~T13A相对于T7A~T9A较易于球化;含有Cr 、Mo、W、Ti、V等强碳化物形成元素的合金工具钢和滚动轴承钢,在加热时,其合金渗碳体或碳化物比较稳定难溶,当加热温度略高于Ac1时,奥氏体也较为不均匀,这就易于获得良好的球化条件,故这些钢种球化退火的加热温度范围较宽,球化退火温度常选择在A1~Acm之间。而对于近共析成分的钢种,由于其A1和Acm趋于合并,其球化退火温度范围特别窄,如T8A、T9A只限于740~750℃,而远离共析成分的钢如T10A~T13A就稍宽一些为750~780℃,易于控制。

  冷却速度是影响球化效果的又一因素。冷却速度的大小直接影响到粒状碳化物的颗粒大小和均匀性,当加热温度一定时,冷却速度越小,奥氏体向珠光体转变时在高温区经历时间越长,析出的碳化物进行扩散、聚集的时间就会越充分,形成的碳化物颗粒就越大而且均匀;反之,就会得到硬度偏高的细粒状组织,对切削加工不利。

  此外,钢的原始组织状态将直接影响球化的质量和效果。具有细薄珠光体、细小碳化物并均匀分布的正火或淬火组织以及经冷加工变形的组织,最易于球化。若原始组织有网状渗碳体,将很难球化,必须先正火消除网状组织再进行球化退火,才能取得良好的效果。

  在模具钢中,对于过共析成分的碳素工具钢,如T11~T13和合金工具钢CrMn、 CrWMn、CrW5等钢种,由于先共析碳化物往往沿奥氏体晶界析出,呈网状分布,降低了钢的塑性和韧性,增大了脆性,同时给退火时珠光体的球化以及淬火时加热温度的选择都带来了严重的影响。

  网状碳化物是钢件在锻(轧)后的堆冷或空冷时较慢冷却过程形成的。如果锻造(或轧制)时在两相区800~900℃之间停锻(或轧),此时先共析碳化物虽然沿奥氏体晶界优先析出,但形变尚在继续进行,仍可将析出的网状碳化物破碎。这种办法由于影响锻锤(或轧机)的生产率(通常形变的终止温度在1000℃左右),生产上很难采用这一办法。另一办法是锻(或轧)后,将钢件散置并快速冷却,如在轧机的滚道上安置喷水圈或吹风快冷。

  若采用热处理办法消除这种有害的网状组织,便是先正火除网后球化。

  因为正火能够使晶粒细化并使网状碳化物固溶破断,从而有效地消除过共析钢中的二次碳化物(含渗碳体)粗大网络。当加热到高于Acm点(Fe-C平衡图的ES线)时,二次碳化物溶解,随后在空气中快冷,来不及形成有害钢件性能的粗大网络。而退火和淬火工艺所采用的加热温度不高,难以消除严重网状碳化物的危害。所以,必须在球化退火之前予以消除或降低网状碳化物级别。

  图6-4是滚动轴承钢的正火与退火联合工艺。先正火后等温退火的联合工艺,适合于处理滚动轴承钢(GCr15,GCr15SiMn)以及合金工具钢(9CrSi, 9CrWMn)等,以消除其组织中严重的网状碳化物。对于合金工具钢中碳化物网较易出现且又较难消除的CrMn、CrWMn、CrW5等,由于合金碳化物量多,形成碳化物网倾向大,稳定性高,为消除网络组织的危害,正火温度应提高到900℃,保温后空冷、喷雾冷却或吹风冷却,必要时还可在热水中淬火急冷,然后立即进行等温退火使组织得到球化。

  碳素工具钢(T10~T13)的网状碳化物(渗碳体)较合金工具钢或轴承钢要轻微,且渗碳体不如合金碳化物稳定性大,易溶于奥氏体,可采用图6-5所示的联合工艺除网球化

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