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渗碳炉热处理问题解决方法

一、缺陷名称:渗碳层出现大块状或网状碳化物
缺陷产生原因:表面碳浓度过高
1.  滴注式渗碳,滴量过大
2.  控制气氛渗碳,富化气太多
3.  液体渗碳,盐浴氰根含量过高
4.  渗碳层出炉空冷,冷速太慢
对策:
1.  降低表面碳浓度,扩散期内减少滴量和适当提高扩散期湿度,也可适当减少渗碳期滴量
2.  减少固体渗碳的催碳剂
3.  减少液体渗碳的氰根含量
4.  夏天室温太高,渗后空冷件可吹风助冷
5.  提高淬火加热温度50~80ºC并适当延长保温时间
6.  两次淬火或正火+淬火,也可正火+高温回火,然后淬火回火
二、缺陷名称:渗层出现大量残余奥氏体
缺陷产生原因:
1.  奥氏体较稳定,奥氏体中碳及合金元素的含量较高
2.  回火不及时,奥氏体热稳定化
3.  回火后冷却太慢
对策:
1.  表面碳浓度不宜太高
2.  降低直接淬火或重新加热淬火温度,控制心部铁素体的级别≤3级
3.  低温回火后快冷
4.  可以重新加热淬火,冷处理,也可高温回火后重新淬火
三、缺陷名称:表面脱碳
缺陷产生原因:
1.  气体渗碳后期,炉气碳势低
2.  固体渗碳后,冷却速度过慢
3.  渗碳后空冷时间过长
4.  在冷却井中无保护冷却
5.  空气炉加热淬火无保护气体
6.  盐浴炉加热淬火,盐浴脱氧不彻底
对策:
1.  在碳势适宜的介质中补渗
2.  淬火后作喷丸处理、
3.  磨削余量,较大件允许有一定脱碳层(≤0.02mm)
四、缺陷名称:渗碳层淬火后出现屈氏体组织(黑色组织)
缺陷产生原因:渗碳介质中含氧量较高:氧扩散到晶界形成Cr、Mn、Si的氧化物,使合金元素贫化,使淬透性降低
对策:
1.  控制炉气介质成分,降低含氧量
2.  用喷丸可以进行补救
3.  提高淬火介质冷却能力
五、缺陷名称:心部铁素体过多,使硬度不足
缺陷产生原因:
1.  淬火温度低
2.  重新加热淬火保温时间不足,淬火冷速不够
3.  心部有未溶铁素体
4.  心部有奥氏体分解产物
对策:
1.  按正常工艺重新加热淬火
2.  适当提高淬火温度延长保温时间
六、缺陷名称:渗碳层深度不足
缺陷产生原因:
1.  炉温低、保温时间短
2.  渗剂浓度低
3.  炉子漏气
4.  盐浴渗碳成分不正常
5.  装炉量过多
6.  工件表面有氧化皮或积炭
对策:
1.  针对原因,调整渗碳温度、时间、滴量及炉子的密封性
2.  加强新盐鉴定及工作状况的检查
3.  零件应该清理干净
4.  渗层过薄,可以补渗,补渗的速度是正常渗碳的1/2,约为0.1mm/h左右
七、缺陷名称:渗层深度不均匀
缺陷产生原因:
1.  炉温不均匀
2.  炉内气氛循环不良
3.  炭黑在表面沉积
4.  固体渗碳箱内温差大及催渗剂不均匀
5.  零件表面有锈斑、油污等
6.  零件表面粗糙度不一致
7.  零件吊挂疏密不均
8.  原材料有带状组织
对策:
1.  渗碳前严格清洗零件
2.  清理炉内积炭
3.  零件装夹时应均匀分布间隙大小相等
4.  经常检查炉温均匀性
5.  原材料不得有带状组织
6.  经常检查炉温、炉气及装炉情况
八、缺陷名称:表面硬度低
缺陷产生原因:
1.  表面碳浓度低
2.  表面残余奥氏体多
3.  表面形成屈氏体组织
4.  淬火温度高,溶入奥氏体碳量多,淬火后形成大量残余奥氏体
5.  淬火加热温度低,溶入奥氏体的碳量不够,淬火马氏体含碳低
6.  回火温度过高
对策:
1.  碳浓度低,可以补渗
2.  残余奥氏体多,可高温回火后再加热淬火
3.  有托氏体组织,可以重新加热淬火
4.  严格热处理工艺纪律
九、缺陷名称:表面腐蚀和氧化
缺陷产生原因:
1.  渗剂不纯有水、硫和硫酸盐
2.  气体渗碳炉漏气固体渗碳时催渗剂在工件表面融化,液体渗碳后,工件表面粘有残盐
3.  高温出炉,空冷保护不够
4.  盐炉校正不彻底,空气炉无保护气氛加热,淬火后不及时清洗
5.  零件表面不清洁
对策:
1.  严格控制渗碳剂及盐浴成分
2.  经常检查设备密封情况
3.  对零件表面及时清理和清洗
4.  严格执行工艺纪律
十、缺陷名称:渗碳件开裂
缺陷产生原因:
1.  冷却速度过慢,组织转变不均匀
2.  合金钢渗后空冷,在表层托氏体下面保留一层未转变奥氏体在随后冷却或室温放置时,转变成马氏体,比容加大,出现拉应力
3.  第一次淬火时,冷却速度太快或工件形状复杂]
4.  材质含提高淬透性的微量元素(Mo、B)太多等
对策:
1.  渗后减慢冷却速度,使渗层在冷却过程中完全共析转变
2.  渗后加快冷却速度,得到马氏体+残余奥氏体。松弛内层组织转变产生的拉应力
3.  淬火开裂应减慢冷却速度、含微量元素作工艺试验,或提高淬火介质温度
十一、缺陷名称:高合金钢氢脆
缺陷产生原因:
1.  炉气中含氢太高
2.  渗碳温度太高利于氢扩散
3.  渗后直接淬火,氢来不及析出以过饱和状态存在于钢中
对策
1.  渗碳后缓慢冷却
2.  直接淬火后,迅速在250ºC以上回火
3.  零件出炉前停止供给渗剂,通入氮气排氢后,直接淬火
十二、缺陷名称:渗层碳浓度低
缺陷产生原因:
1.  炉内碳势低,温度低,滴量少,炉子漏气
2.  工件表面形成碳黑或被炭黑覆盖,装炉量太多
3.  炉子气氛不均匀,炉压太低,使炉子局部造成死角
4.  工件间距离太小,炉子循环不畅
5.  渗后冷却时脱碳
对策:
1.  渗碳时,经常检查炉温、渗剂滴量
2.  注意炉气、炉压
3.  防止炉子漏气和风扇停转、反转
4.  工件之间距离大于1cn
5.  经常烧碳黑,清理炉内积炭,渗后入冷却井冷却,在井中倒煤油或甲醇保护
缺陷名称:渗碳层过厚
十三、缺陷产生原因:
1.  渗碳温度太高,保温时间太长
2.  滴量过大,炉内碳势高
3.  试样检验不准
对策:
1.  针对原因,采取工艺措施
2.  渗层超过图样上限要求,不合格,但与图样规定相差0.05mm时,可以仲裁合格或申请回用
十四、缺陷名称:渗碳件畸变过量
缺陷产生原因:
1.  渗碳时装炉方法或夹具选择不当
2.  渗碳温度太高,炉气、炉压不均和不稳定
3.  直接淬火温度过高
4.  不适当安排两次淬火
5.  加热方式不当,淬火剂及冷却方式不当
6.  淬火返修次数太多
7.  零件上渗碳层的浓度和深度不均匀,淬火时造成无规则翘曲
8.  工件形状复杂,壁厚不均匀,有的面渗碳,有的面不渗碳或少渗碳
对策:
1.  长杆状件应垂直吊放,平板零件要平放,零件在夹具上要平稳不能受预应力,出炉操作要平稳、炉温要适当
2.  直接淬火应预冷,尽量用一次淬火代替二次淬火,正确选择热处理工艺
3.  预先留出机加工余量
十五、缺陷名称:渗碳速度很慢
缺陷产生原因:
1.  温度过低
2.  渗剂太多,零件表面积炭
3.  渗剂含硫量过多
4.  风扇轴承用MoS2润滑,润滑油进入炉内,使硫增加
5.  风扇轴承漏气、氧气进入炉中
6.  风扇轴冷却水渗漏入炉
对策:针对缺陷采取相应措施
十六、缺陷名称:渗碳件淬火后表面剥落
缺陷产生原因:
1.  固体渗碳剂活性过分强烈
2.  渗碳温度过高,大量碳原子渗入工件表面来不及扩散,过渡不好形成表面碳浓度过高
对策:
1.  将高碳势件在保护气氛中(碳势(体积分数)为0.8%)加热2~4h,以减少表面碳浓度
2.  也可将此件在质量分数为3%~5%的苏打和木炭中加热至920~940ºC,保温2~4h,以减少表面碳浓度
十七、缺陷名称:零件上出现玻璃状凸瘤
缺陷产生原因:
1.  固体渗碳时,渗碳中由于SiO2质量分数2%以上所致
2.  SiO2高温和Na2CO3作用,生成玻璃状物质粘附在工件表面,形成凸瘤
对策:
1.  固体渗碳时,渗剂应纯净
2.  旧渗碳剂彻底筛去尘埃
3.  去除渗剂中砂石及封口用耐火粘土
十八、缺陷名称:渗碳件出现反常组织(游离铁素体,游离渗碳体或网状铁素体在二次渗碳体周围)
缺陷产生原因:
1.  钢中和渗碳介质中含氧量过高所致,使淬火时出现软点使耐磨性降低
2.  渗碳剂应干燥去水分
对策:
1.  适当提高淬火温度延长保温时间,使组织均匀化
2.  选用淬火烈度大的淬火介质
十九、缺陷名称:过热
缺陷产生原因:
1.  渗碳时过势或淬火加热时过势,使晶粒长大,脆性增加
2.  渗碳时过势,不但表层含碳量增加,同时碳化物也增加,出现莱氏体
对策:
1.  采用正火,使晶粒细化
2.  盐炉加热淬火,工件不能紧靠电极
3.  检查仪表是否失灵

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