QPQ表麵處理

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滲碳齒輪QPQ處理產生缺陷應如何處理?

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滲碳齒輪QPQ處理產生缺陷應如何處理?

發布日期:2018-01-17 作者: 點擊:

一、齒輪表層過度滲碳


滲碳齒輪由於處理不當過度滲碳後,表層將會出現塊狀、網狀碳化物,使用時齒輪塑性變形能力降低,耐衝擊性減弱,齒根部彎曲疲勞性能下降,齒尖角變脆,易於崩裂,淬火後滲碳齒輪在磨削加工時易於開裂。


1、原因分析


(1)齒輪在固體介質中滲碳時,滲碳箱內碳勢過高,又不能任意調整碳勢,因此滲碳溫度越高,時間越長,表層過共析程度就越大。特別對含有強碳化合物形成元素Cr、Mo的滲碳鋼,碳的擴散較慢,齒輪滲碳層表麵碳濃度更高,達到過共析成分的滲碳層,在冷卻時,從奧氏體晶界析出滲碳體形成網狀分布。


(2)在氣體介質中滲碳時,若滲碳爐內碳勢過高,強滲時間過長,也會出現齒輪表層滲碳過度。


2、預防措施


(1)固體滲碳時,為了防止碳勢過高造成過度滲碳,可以采用較低的滲碳溫度或使用較弱的滲碳劑。


(2)氣體滲碳時,為了防止表層過度滲碳,在滲碳後期安排擴散階段,強滲和擴散階段的時間可按熱處理工藝操作。


(3)對已經產生表層過度滲碳的齒輪,應在低碳勢滲碳爐中進行擴散處理,或在碳化物球化退火處理後再進行淬火。




二、齒輪硬化層偏淺


滲碳齒輪表層硬度偏淺,在導致表麵硬化層抗剝落性能降低的同時,也導致使用壽命的降低。


1、原因分析


(1)滲碳過程中,滲碳時間太短,滲碳溫度偏低,滲碳層偏淺,爐內有效加熱區溫度分布不均勻,滲碳過程中強滲階段及擴散階段的碳勢控製不當,裝爐前齒輪未清除油汙及裝爐量過多,所留孔隙太小等因素而造成滲碳齒輪硬化層偏淺。


(2)選擇的齒輪鋼材質及淬透性差,淬火介質冷卻性能不足,而造成正常滲碳淬火後硬化層偏淺。


2、預防措施


(1)選用淬透性合適的鋼材作滲碳齒輪材料,嚴格控製齒輪鋼質量,入廠前必須對鋼材進行質量標準檢查。


(2)嚴格控製滲碳前齒輪表麵質量、裝爐量、爐內溫度、爐內碳勢氣氛、強滲和擴散時間、滲碳後淬火溫度、冷卻介質等。


(3)對出現滲碳不足的齒輪要進行補滲碳。




三、滲碳層深度不均勻


齒輪表麵滲碳層深度不均勻,造成不同部位性能不連續,薄弱區域首先破壞,繼而整個齒輪損壞,嚴重影響齒輪使用壽命。


1、原因分析


(1)固體滲碳時,滲碳箱內各部分溫差較大,催滲劑不均勻造成滲碳深度出現較大差別,另外滲碳箱的大小、裝爐量、裝爐方式、升溫速度、滲碳劑的木炭導熱率太低,都會對滲碳層深度有影響。


(2)氣體滲碳時,爐內溫度不均勻,爐內氣氛循環不良,裝爐前齒輪未清除油汙,齒輪表麵碳黑沉積,都可能造成滲碳層深度不均勻。


2、預防措施


(1)批量生產的齒輪應盡量避免采用固體滲碳,必須進行固體滲碳時,應嚴格執行操作工藝,裝爐量適當,催滲劑、木炭要混合均勻。滲碳箱放在爐內溫度均勻的中間位置,滲碳過程中間適當調換滲碳箱位置。


(2)氣體滲碳時,要注意爐內氣氛充分循環,爐溫要均勻,清除齒麵油汙,裝爐量不宜過多,滲碳爐密封性能要好,漏氣的馬弗罐及時更換,定期檢修滲碳爐。




四、淬火後表麵硬度偏低


滲碳齒輪表麵硬度偏低將會導致齒輪耐磨性和抗疲勞性能降低,對齒麵抗摩擦、磨損性能都有不利影響。


1、原因分析


(1)表麵脫碳,金相檢查有脫碳層,是因滲碳後正火或淬火過程中保護不力所致。


(2)冷卻速度太低,在顯微鏡下觀察,表層組織不是馬氏體組織而是索氏體組織。金相觀察時,針狀馬氏體耐腐蝕明顯,而索氏體較暗(易腐蝕)。顯微硬度計檢測硬度差別大。


(3)齒輪滲碳溫度、淬火溫度偏高造成淬火後表麵殘餘奧氏體量過多。


(4)齒輪材料淬透性差及淬火冷卻介質的冷卻能力不足。


(5)淬火後回火溫度過高,保溫時間過長。


2、預防措施


(1)對已造成齒輪表麵含碳量低的齒輪采取適當增碳處理。


(2)選擇淬透性合適的材料和冷卻能力適當的冷卻介質,淬火冷卻。


(3)預先采取措施,減少淬火後的殘餘奧氏體量。對含有過多殘餘奧氏體的滲碳齒輪,進行一次650~670℃、3h以上的高溫回火,使合金碳化物析出一部分,從而降低重新加熱淬火時的奧氏體穩定性,促使奧氏體向馬氏體轉變。


(4)齒輪滲碳冷卻或重新加熱淬火時應在保護氣氛下進行,對已經發生氧化現象的齒輪應除掉氧化皮,進行表層滲碳後再進行淬火。


(5)齒輪表層硬度偏低若是回火溫度過高所致,應重新淬火,選擇合適溫度進行回火。




五、齒輪心部硬度不足


滲碳齒輪心部要求具有一定的硬度。硬度偏低,齒輪材料的屈服點降低,易產生心部塑性變形,使齒輪表麵硬化層抗剝落性能及齒根彎曲疲勞性能降低。


1、原因分析


(1)齒輪材料淬透性差,齒輪材質差,鋼材內部帶狀組織嚴重。


(2)齒輪滲碳後,直接淬火前預冷溫度過低或滲碳後重新淬火時,淬火溫度偏低。


(3)冷卻速度不夠,金相組織觀察,不是低碳馬氏體組織,而是索氏體組織。


(4)心部有大量未溶鐵素體存在,是由於加熱溫度偏低或加熱時間不足造成。


2、預防措施


(1)選用冷卻性能好的冷卻介質淬火,使心部獲取低碳馬氏體組織。


(2)選擇適當的淬火溫度和加熱時間,使心部獲得均勻的奧氏體,以便淬火後獲取馬氏體組織。


(3)選用淬透性好、材質好的鋼材作滲碳齒輪材料。


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