解决热处理质量问题的一些技巧

优胜编程龚老师

解决热处理质量问题的一些技巧:


热处理工艺过程多数是周期作业，是一项集体操作。因此，热处理工艺加工存在着工作界限不明确，如一批零件淬火可能由两个班次完成，淬火和回火常常由两个班次完成等，加之作业人员素质参差不齐，管理措施不够完善，生产过程中经常会出现质量问题。而出现问题后，分析问题，查找原因，不仅费时、费力，有时甚至找不出真正的原因。

1. 渗碳淬火齿轮硬度低

一批在( 日本) Unicase 滴注式气体渗碳氮化炉中渗碳淬火的800 多件齿轮，要求渗碳淬火后表面硬度58 ～63HRC，而抽检时零件的表面硬度为52 ～56 HRC。这是渗碳问题，还是淬火问题; 淬火是加热问题，还是冷却问题，一时很难下结论。由于这批齿轮的生产任务紧急，笔者把已检测的齿轮取3 件用铁丝捆绑，在盐浴炉内重新加热，在油槽中淬火冷却，约30 ～40 min 后，最后检测淬火硬度为63 ～65HRC。把这批齿轮重新加热淬火后，抽检硬度全部合格。这种快刀斩乱麻的办法，虽不一定能找出问题的真正原因，但却解决了生产的燃眉之急。

有一批14 mm ×240mm 的40Cr 棒料经调质处理后，过了约一周时间( 使用时) 才被发现几乎全部开裂，裂纹形状为纵向单裂纹，多数裂纹裂透棒料的两端面。据此判断裂纹为淬火裂纹，而当班的操作人员却不认帐。查作业记录，只能查到该批棒料为二班淬火、三班回火，而零件材料、淬火温度和冷却介质等工艺参数都没有记录。笔者取一根棒料与45 钢接头一同在盐浴炉中加热，然后在盐水中淬火冷却，冷却后约20 ～30 min ，该棒料开裂，并且裂纹形状与上述裂纹形状相同。在事实面前，操作人员才承认是误将该批棒料当成45 钢进行了淬火。

2. 箱式电阻炉退火硬度不均匀

我公司生产的叶片泵的泵轴棒料，其材料为38Cr MoAl A。工艺路线为：退火→带锯下料→粗车→调质→精车→磨削→氮化。带锯下料时，经常发现一根棒料上硬度不均匀、局部硬度偏高，下料效率低，锯条磨损快。经分析，是因装炉时棒料长或棒料靠前。该箱式电阻炉炉口处既没有加热电阻丝，热量损失又大，因此对于一般箱式电阻炉，装炉时零件应距离炉口内侧200～300mm，才能保证炉内零件加热温度均匀。

3. 铸铁淬火应控制微量合金元素

铸铁导热性差，淬火冷却时一般用油冷。铸铁的基体与钢相同，也是由珠光体和铁素体组成。铸铁含碳量高，含碳量增加虽然能够增加淬透性，但毕竟增幅不大。因此，提高铸铁件的淬透性就靠铸铁中微量合金元素的作用，控制好合金元素含量，才能保证热处理淬火质量。

我公司生产的叶片泵定子，材料为耐磨合金铸铁，要求热处理硬度50 ～56 HRC。由于铸件中Cr 、Mo 、Mn和Sn 等合金元素含量控制不好，因而热处理淬火后硬度不均匀，硬度偏低等现象时有发生。有人曾提出，淬火后硬度偏低是由于铸件铸态基体组织中珠光体比例少，要求在淬火前增加正火工序。试验表明，铸件经正火后再淬火，硬度依然偏低。事实上，在相同的铸造条件下，铸件铸态基体组织中珠光体所占比例的多少，与其微量合金元素的含量有关。

4. 结语

工艺加工过程中出现的许多问题，实际上都是由于工艺过程控制不严、生产管理混乱所致。文中虽然提出了一些解决问题的思路和方法，但笔者思之再三，总觉得不是上策。笔者认为只有强化工艺过程控制，制定行之有效的纠正预防措施，提高生产管理水平，才是企业降低成本，增加经济效益的根本所在。