渗碳淬火件磨削裂纹形成的原因和防止措施.doc

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1、渗碳淬火件磨削裂纹形成的原因和防止措施李志义1，2李晓澎1，2(1.重庆义扬机电设备有限公司，重庆400042；2.重庆长江工业炉公司，重庆401329）(由于渗碳淬火件磨削裂纹形成的原因比一般淬火件复杂一些，因此本文侧重渗碳淬火件磨削裂纹的探讨，同时希望各工厂、企业采用各种措施减少变形，达到不磨齿少磨齿[10]以共励之。)众所周知磨削加工产生的拉应力在此拉应力的作用下而形成的裂纹均称为磨削裂纹。同样，若无此应力作用下进行表而处理(例如:酸洗、电镀、氧化等)，未发现氢脆和应力腐蚀裂纹，而在磨削应力作用下进行的上述表面处理，而形成的裂纹，本人认为也可以属于磨削裂纹范峙。由于

2、磨削裂纹形成的原因不同而且有时是综合性影响，因而其形态一般可分为叁种:一、磨削裂纹的走向于砂轮旋转方向一致，并稍有连续。二、裂纹的走向于砂轮方向一致成鱼磷状并稍有断续。三、因磨削应力在表面处理过程中形成裂纹。该裂纹断续的一头粗一头尖的纵向羽毛状裂纹[1])。解决这些裂纹形成的措施，就是从各方面降低其磨削应力的大小。1.降低渗碳层本身的不均匀应力。渗碳层碳化物的颗料越细越好，碳化物分布越均匀越好，避免碳化物粗状，极度弥散的碳化物的获得[2]，可控气源的选择，是很重要的因素素[3]。例如:天然气中主要成份CH4就目前的渗碳而言的气源，古老渗碳机理CO-Cad+CO2Cad-活

3、性碳。天然气丙烷乙炔等[7]可直接裂解生成活性碳渗碳[4]CH4→Cad+2H2且在天然气净化很好时：(脱有机硫≤3-5mg/m3、无机硫运≤1-3mg/m3、水-38℃、石油)[5]使这种裂解反应更完美，净化后天然气用气量大大下降，例如:长春一汽车大众叁台1000公斤艾协林多用炉和一台12料盘艾协林贯通式多用炉--相当四台1000公斤艾协林多用炉产量:原用气源约40M3/h，现采用天然气净气设备后，只需23M3/h，同时零件表面碳黑，非马氏体组织的厚度和分布密度大大改善，达到光亮银灰色无炭黑，一般<3um[5]，渗碳层碳化物粒度也有改善。重庆红岩汽车厂也达到相似效果，单

4、原料气均节约40多万元/年以上，株洲齿轮年节约了85万元[8]。该发明目前国内外已有64台套使产品领先于世界[7]2.要使马氏体转变时应力最小，同时变形也最小，冷却介质的选择是很重要的因素，淬火冷却时，热应力(热涨冷缩应力)和组织应力这两种应力相互抵消，抵消越多越好。要使渗碳淬火件表面层非马氏件组织降低（浅腐蚀），气源选择是主要因素[3、5]淬火介质次之，淬火油要求在珠光体转变区快速通过，而在马氏体转变时为防止变形又需冷却确当。特别是对截面较大的渗碳零件，心部硬度不合格，残余奥氏体量增加，长春一汽大众艾协林多用炉的淬火油采用德国贝多菲亚的产品，实际使用60-80℃闪点低1

5、87℃，高温冷却快，低温冷却也不慢，零件的变形也较大一般轿车的零件变形在15丝左右。后在我建议下采用好富顿淬火油。要减少变形，油的高温冷却确当，低温冷却慢，同时适当提高油温至120-140℃使变形减少，又避免残余奥氏体量增加和心部硬度下降。还可增压淬式硝盐等温淬火。3.渗碳层残余奥氏体在磨削应力作用下，在加上氢在应力作用的迁移偏聚，而诱导马氏体相变，这应力诱导马氏体是未回火马氏体应力较大，金相看时裂纹周围有明显亮区，这亮区一般讲就是应力诱发马氏体相变区.残余奥氏体的量，直接与钢种、渗碳件尺寸大小、淬火油冷速、油温等有关。由于各方面的原因，很多具有比较好设备的企业，首选油均

6、是德润宝、好富顿、Uncon等公司的等温油，热处理质量可靠，寿命长稳定。第3页共3页公司地址：重庆市渝中区大坪万友康年国际公寓B2-17-9#公司网址：www.yiyangjd.com联系电话：023-8666915586521896E-mail：info@yiyangjd.com4.渗碳淬火件，钢种化学成份的影响(此文不作重点介绍)4.1一般讲:对加硼的渗碳钢，要注意晶界硼化物的形成。硼化物的形成使晶界局部韧性下降(硼脆)，直接影响磨削应力大小和磨削裂纹源的形成。消除硼钢，硼化物的形成，除冶金冶炼质量为主，热处理一般讲;奥氏体化温度越高冷却速度越慢，则富集到晶界的硼化物

7、也越多，当冷却速度较快时，才有可能防止硼化物的偏聚。因此等温正火，在正火过程中可考虑变速降温的设计方案……。4.2对加钛的渗碳钢，要注意方晶钛（TiN）的形成使晶界局部韧性下降(钛脆)，直接影响磨削应力大小和磨削裂纹源的形成。消除方晶钛的形成，主要是冶金冶炼质量的控制，热处理一般讲：奥氏体化温度越高强迫方晶钛熔解在奥氏体内，然后在冷却时需确当的冷却速度避免钛在晶界的富集，从而消除方晶钛的形成。方晶钛的形成，或者含钛太高，还会使渗碳速度下降……。4.3含锡量的控制避免晶界锡化物的形成，冶金冶炼锡含量必须控制在0.5%以下，同时防