[讨论] 6.5x163.45拉杆热处理后变形超差，请同行协助提高合...

cnszgong · 发表于 2016-10-9 00:10:24

本帖最后由 cnszgong 于 2016-10-9 00:11 编辑

产品描述：
      1，规格：6.5x163.45  拉杆（用于涡轮增压器）
      2，材料：SCM415
      3，热处理要求：表面渗碳，表面硬度HV0.3550-720，芯部硬度HV0.3350MIN，渗层厚度0.2-0.4mm
      4，工序：冷镦1→合模→去油→退火→喷砂→冲扁→整形→车端面1→车端面2→去毛刺→铣孔(吹铁屑)→渗碳热处理
      5，形状描述（因图片上传不了）待明天再试
问题点：产品热处理后两个端面平行度不合格率高达50%。（渗碳热处理前两平面平行度小于0.05mm。渗碳热处理后要求平行度≤0.2mm）
         注：热处理前并行度≤0.05
试验过的方法：1，网带炉渗碳，不良率50%（手工上料）
                     2，多用炉吊挂渗碳淬火，不良率50%
可变更内容：1，材料（热处理要求不可变）       2，热处理方式       3，可校直
请各位同行一起讨论，可否有好的热处理方式，或校直方式，更合适的材料。谢谢。
使用位置：涡轮增压器内部
使用温度：约200-300℃
使用方式：循环做拉动运动
寿命：10年

360截图20161009000554796.jpg

cnszgong · 发表于 2016-10-9 00:16:36

这是隔壁挖来的帖子。
其实我看的不是变形怎么控制问题，是其他问题。

大浪淘沙 · 发表于 2016-10-9 08:15:29

这个工序个人认为要在冷墩后加一道正火工序
1，冷墩产生的应力可以消除；
2，冷墩产生的流线可以消除或降低；
3，正火可以作为预备热处理，为后续最后的热处理做组织准备

大浪淘沙 · 发表于 2016-10-9 08:16:56

同时个人建议改为氮化

花小枫 · 发表于 2016-10-9 09:11:36

你用网带炉很难解决这个问题，我们加工类似的产品很多，能解决的不错。

孤鸿踏雪 · 发表于 2016-10-9 09:38:23

花小枫发表于 2016-10-9 09:11
你用网带炉很难解决这个问题，我们加工类似的产品很多，能解决的不错。

介绍一下你的方法

大浪淘沙 · 发表于 2016-10-9 12:27:31

孤鸿踏雪发表于 2016-10-9 09:38
介绍一下你的方法

这可能是独家秘方，要理解啊

aaron01 · 发表于 2016-10-9 13:48:48

我在琢磨使用温度的事情，在这个温度下工作，这个材料和工艺选择，是否合理？
也许是我多虑了。。。

曾经最美 · 发表于 2016-10-9 14:05:01

多用炉挂装，是只挂一端的圆孔么？可否将拉杆两端都固定渗碳淬火试试？

木叶微凉 · 发表于 2016-10-9 14:47:25

aaron01 发表于 2016-10-9 13:48
我在琢磨使用温度的事情，在这个温度下工作，这个材料和工艺选择，是否合理？
也许是我多虑了。。。 ...

回火温度需要高于使用环境温度，可能使用温度偶尔会超过200度。

cnszgong · 发表于 2016-10-9 15:18:56

本帖最后由 cnszgong 于 2016-10-9 15:20 编辑

aaron01 发表于 2016-10-9 13:48
我在琢磨使用温度的事情，在这个温度下工作，这个材料和工艺选择，是否合理？
也许是我多虑了。。。 ...

我估计要换一种材料。而且其冷热工艺流程也需要重新考虑。

花小枫 · 发表于 2016-10-9 16:28:19

孤鸿踏雪发表于 2016-10-9 09:38
介绍一下你的方法

装料的话一定是挂装，对挂装的工装有一定的要求，淬火时尽量采用较低温度，淬火介质最少是等温油，最好是盐浴淬火，淬火时也很有讲究。

花小枫 · 发表于 2016-10-9 16:31:46

如果渗碳前加个去应力退火效果可能更好，但退火时最好也采用挂装。

花小枫 · 发表于 2016-10-9 16:34:17

如果技术条件容许，采用碳氮共渗，合格率会更好，总之，处理好了，合格率在90%以上应该没有问题。

cnszgong · 发表于 2016-10-9 16:45:20

花小枫发表于 2016-10-9 16:34
如果技术条件容许，采用碳氮共渗，合格率会更好，总之，处理好了，合格率在90%以上应该没有问题。 ...

那么问题就来了，由于零件使用温度：约200-300℃ ，所以碳氮共渗后的回火温度需要超过300℃、而且还要保证表面硬度HV0.3550-720，芯部硬度HV0.3350MIN

花小枫 · 发表于 2016-10-9 17:00:09

我们加工类似工件采用的是30CrMnSi材料，这个硬度指标应该是很容易做到的。

cnszgong · 发表于 2016-10-9 17:05:00

花小枫发表于 2016-10-9 17:00
我们加工类似工件采用的是30CrMnSi材料，这个硬度指标应该是很容易做到的。 ...

类别: Cr-Mo 钢[JIS G 4105]
钢号: SCM415
C(％): 0.13～0.18
Si(％): 0.15～0.35
Mn(％): 0.60～0.85
P≤(％): 0.030
S≤(％): 0.030
Cr(％): 0.90～1.20
Ni(％): ≤0.25
Mo(％): 0.12～0.30
其他(％): Cu≤0.30

类别: Cr-Mo 钢[JIS G 4105]
钢号: SCM415
热处理|淬火: 1次850～900油冷，2次800～850油冷或925保温后850～900油冷
热处理|回火: 150～200空冷
力学性能≥|σb/MPa: 830
力学性能≥|σs/MPa: —
力学性能≥|δ(％): 16
力学性能≥|ψ(％): 40
力学性能≥|aKV/(J/cm^2): 69
硬度HBS: 235～321

cnszgong · 发表于 2016-10-9 17:05:06

花小枫发表于 2016-10-9 17:00
我们加工类似工件采用的是30CrMnSi材料，这个硬度指标应该是很容易做到的。 ...

类别: Cr-Mo 钢[JIS G 4105]
钢号: SCM415
C(％): 0.13～0.18
Si(％): 0.15～0.35
Mn(％): 0.60～0.85
P≤(％): 0.030
S≤(％): 0.030
Cr(％): 0.90～1.20
Ni(％): ≤0.25
Mo(％): 0.12～0.30
其他(％): Cu≤0.30

类别: Cr-Mo 钢[JIS G 4105]
钢号: SCM415
热处理|淬火: 1次850～900油冷，2次800～850油冷或925保温后850～900油冷
热处理|回火: 150～200空冷
力学性能≥|σb/MPa: 830
力学性能≥|σs/MPa: —
力学性能≥|δ(％): 16
力学性能≥|ψ(％): 40
力学性能≥|aKV/(J/cm^2): 69
硬度HBS: 235～321

Adam · 发表于 2016-10-9 20:33:07

竖放 860度渗碳 0.9碳势，810度 0.8C 355油120或者160度 15HZ搅拌变形情况应该还可以

Adam · 发表于 2016-10-9 20:33:33

或者真空热处理

龟山淬火 · 发表于 2016-10-9 20:48:14

渗完碳真空热处理?什么或本啊。

身在此山 · 发表于 2016-10-10 09:43:53

本帖最后由身在此山于 2016-10-10 10:19 编辑

cnszgong 发表于 2016-10-9 15:18
我估计要换一种材料。而且其冷热工艺流程也需要重新考虑。

是的，换材料是一条思路。
改用含碳量稍高一些的低碳钢，成型后，常规渗碳+淬火+中回。截面直径6.5用普通碳素低碳钢淬盐水变形不好控制，建议用10B21淬油（或普通淬火液）。达到表/芯部硬度550HV min/ 350HV min，个人经验没问题（由回火温度决定）。如果要提高表面硬度稳定在600HV以上，渗碳可改C-N共渗

如果不改材料，一定要用SCM415，材质含C量太低，表面硬度和芯部硬度无法同时符合，渗氮也做不到（芯部硬度会低于350HV）。

tom · 发表于 2016-10-10 14:08:14

这个拉杆没有耐腐蚀要求吗？正常不是采用奥氏体耐热钢低温复合处理吗？

cnszgong · 发表于 2016-10-10 14:30:16

tom 发表于 2016-10-10 14:08
这个拉杆没有耐腐蚀要求吗？正常不是采用奥氏体耐热钢低温复合处理吗？

也有用调质钢或者非调质钢做的，奥迪某些型号汽车发动机上类似的零件用的就是他们自己研制的非调质钢。

cnszgong · 发表于 2016-10-10 14:35:25

身在此山发表于 2016-10-10 09:43
是的，换材料是一条思路。
改用含碳量稍高一些的低碳钢，成型后，常规渗碳+淬火+中回。截面直径6.5用普通 ...

我个人觉得6.5x163.45可以用17CrNiMo6或者20CrMnMo做调质（能够保证淬透）和渗氮。

身在此山 · 发表于 2016-10-10 15:39:18

本帖最后由身在此山于 2016-10-10 16:13 编辑

cnszgong 发表于 2016-10-10 14:35
我个人觉得6.5x163.45可以用17CrNiMo6或者20CrMnMo做调质（能够保证淬透）和渗氮。 ...

虽然工作温度200-300°C，但楼主原先使用普通低碳CrMo钢SCM415，明言只顾忌硬度和变形。推测设计者不担心抗蚀和蠕变。基于成本考虑，建议改用比较便宜的10B21。如果客户坚持材料要含CrMo（美国工程师比较偏好），那么用SCM421。

cnszgong · 发表于 2016-10-10 15:52:10

身在此山发表于 2016-10-10 15:39
虽然工作温度200-300°C，但楼主原先使用普通低碳CrMo钢SCM415，明言只顾忌硬度和变形。推测设计者不担心 ...

问题是采用10B21材料，那么从变形角度考虑，加工流程也是需要改动的。

身在此山 · 发表于 2016-10-10 16:03:23

本帖最后由身在此山于 2016-10-10 16:09 编辑

cnszgong 发表于 2016-10-10 15:52
问题是采用10B21材料，那么从变形角度考虑，加工流程也是需要改动的。

10B21也有冷镦级别的条钢，比SCM415或SCM421的冷镦工艺性能更好一些。
这个拉杆的冷镦变形率不大，10B21普通退火到<85HRB，就不会有冷镦开裂风险。
CrMo钢必须要先球化处理，然后冷镦，开裂风险才会比较小。
个人经验，供参考。

Adam · 发表于 2016-10-10 17:33:36

换材料谈何容易，
除非在设计阶段，一旦进入PV阶段，改材料几乎不可能

cnszgong · 发表于 2016-10-13 16:43:05

有人说，不好评价改动的方案是否是“好方案”，没有评价标准！
那我出个主意：
确实方案是否行得通，“也许” 可以、“也许” 不行，这个比较难评价。
我觉得按改动的方案做的零件需要通过检验-----用“过三关”的方法去评定可能比较好一点。
“第一关”：零件完成整个制造加工流程后按技术要求检测零件的技术要求是否能够达到（表面硬度HV0.3550-720，芯部硬度HV0.3350MIN，渗层厚度0.2-0.4mm）并且在最终热处理后在不采取校正的前提下平行度≤0.2mm；
“第二关”：针对零件将来的工作温度约200-300℃，将通过“第一关”检验的产品放入回火炉中300℃保温8小时、再次检测（表面硬度HV0.3550-720，芯部硬度HV0.3350MIN，渗层厚度0.2-0.4mm）并且在最终热处理后在不采取校正的前提下平行度≤0.2mm是否合格；
“第三关”：将通过“第二关”检测的零件装机进行台架实验，连续进行24小时以上不零件不出问题。
通过这三关的零件才是好零件。

hyhaha · 发表于 2016-11-28 13:21:31

请问后面的结果出来了吗？最终采取的是哪种方式呢！

cnszgong · 发表于 2016-11-28 13:29:46

hyhaha 发表于 2016-11-28 13:21
请问后面的结果出来了吗？最终采取的是哪种方式呢！

没有结果。

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