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渗碳炉对渗碳衬套热处理的问题分析
编辑:临朐县晟达热处理设备厂   时间:2020-06-02

  某渗碳炉加工厂家处理一批汽车零部件衬套,零件材料采用20Gr,要求衬套表面耐受磨损、耐疲劳、尺寸稳定性良好和一定的强韧性配合。技术要求渗层的深度为0.8~1.2mm,表面硬度58~62HRC,心部硬度34~38HRC,变形不大于0.15mm。年供应量很大。我们先按照企业条件制定相应的气体渗碳工艺和操作规程,结果却出现了个别配件表面的渗碳层深度存有差异,有时乃至多过零件规定的范围,另外部分衬套表面存在硬度不均匀、内外圆变形,且表面不清洁、有锈油渍影响了装配等问题,给厂家带来了重大的经济损失。据此我们从工艺、操作各方面进行分析验证,找到相应的优化措施,效果良好。本文我们先来就这个问题进行分析与讨论:

  一、渗碳层深度局部过标:

  (1)衬套在料框之中堆放造成了工件和工件间为线面接触密集,使得炉内的工件渗碳层不均。

  (2)大型井式炉中的碳浓度和温度本身就存在差异,造成这样的原因可考虑炉内碳势是否不均,对有效硬化层影响很大。试样的有效硬化层深与炉温的均匀性、气氛均匀性有关。

  二、表面存在硬度不均匀:

  (1)装炉方式使工件密集程度高以及因渗碳炉内气氛不均匀,致使渗层成分以及厚度不均匀,从而致使了硬度的不均匀。

  (2)加热之时工件局部加热不均匀也可导致硬度的不均匀;另外渗碳的温度过高、时间过长,造成晶粒迅速长大,在冷却过程中,如果速度不够快,碳化物就定然会沿粗大晶界处析出,终端形成网状碳化物。

  (3)在静止的低温度冷却液中淬火也可导致硬度不均匀,生成的气泡不易于破碎,气泡所在的部位硬度低。

  (4)渗碳以后直接淬火不能细化钢的晶粒。工件淬火变形大,渗碳合金钢表面残余奥氏体量大,表面硬度低。

  三、内外圆变形:

  (1)较高的渗碳温度有益于提高渗碳速度,增进渗剂分解,但渗碳温度太高又会使碳化物聚集长大,晶粒粗化,增加了配件热处理变形。

  (2)较高的淬火加热温度会显明提高温状态下钢的塑性,但淬火后的塑性变形抗力却降低,内应力增加,畸变増大。渗碳淬火呈以热力为主的畸变规律,使得内孔以收缩为主。热应力是因配件内外温差引起的,温差越大便会使热应力越大,衬套内孔的收缩也越严重。

  (3)装入渗碳炉的方式或者夹具选用的不当,炉气、炉压不均或不稳定,渗碳层浓度与深度不均匀,都会造成工件的变形。

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