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锻造厂渗碳锻件的常见缺陷及对策

2023年06月14日14:11 

由于渗碳处理的时间长,温度高,工艺过程复杂,因此影响渗碳质量的因素较多。分析渗碳过程中出现质量缺陷的原因,及时处理存在的问题,将有利于指导渗碳的工艺技术和生产。

在含铬、锰及硅等合金元素的渗碳钢渗碳淬火后,在渗层表面组织中出现沿晶界呈断续网状的黑色组织。出现这种黑色组织的原因,可能是由于渗碳介质中的氧向钢的晶界扩散并与晶界处的合金元素,如Ti、Si、Mn、Al、Cr等发生氧化反应,形成金属氧化物,即所谓的内氧化;也可能由于氧化使晶界上及晶界附近的合金元素贫化,导致淬透性降低,结果淬火时出现屈氏体非马氏体组织。

预防黑色组织的办法是注意渗碳炉的密封性能,降低炉气中的含氧量,排气要充分,尽快使炉气呈还原性,提高淬火冷却速度,采用对内氧化敏感性小的钢。—旦锻件上出现黑色组织时,若其深度不超过0.02mm,可以增加一道磨削工序,将其去除,或进行表面喷丸处理。对于由内氧化引起而产生的黑色组织,可进行高温重新加热淬火,使部分氧化物溶人奥氏体中,增加奥氏体的稳定性,将减轻网状托氏体的形成。

渗碳件出现大块状和粗大网状碳化物,形成的原因可能是由于渗碳剂活性太大。采用滴注法渗碳时,滴量过大,渗碳阶段温度过高,扩散阶段温度过低,渗碳时间过长等使表层碳含量过高引起的。此外,渗碳后冷却太慢也会形成网状碳化物。采用渗碳后直接淬火时,预冷时间过长,淬火温度过低,在预冷时间里,使碳化物沿奥氏体晶界析出。采用一次淬火时,淬火温度太低,渗碳缓冷后形成的网状、块状碳化物,在重新加热时没有消除。

对于已出现粗大网状碳化物的锻件可以进行温度高温淬火或正火。对于表层碳的质量分数过高引起的大块状和粗大碳化物,可重新在较低的碳势气氛中扩散一段时间予以消除。预防网状碳化物或块状碳化物,其关键是合理地控制炉内碳势,当渗层要求较深时,保温后期适当降低渗剂滴量。

在可控气氛炉、连续式渗碳生产线中渗碳,由于采用氧探头和计算机碳势控制技术,表层碳含量可以得到满意的控制。在未安装碳势控制系统的炉子中,如果工艺操作不当,不及时清理炉内炭黑,常会引起表层碳化物超标。因此,设备改进是减少表层碳化物超标的主要措施。

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