防渗部位硬度的合理范围

正信热处理 · 发表于 2015-10-8 10:07:06

本帖最后由正信热处理于 2015-10-8 17:41 编辑

最近与几家客户在防渗碳部位硬度要求上发生争议：
一个20CrMo产品要求花键处防渗处理，直径24mm、渗层深度为0.8左右，要求防渗部位硬度不大于HRC35；另一个客户：材料20CrMnTi、直径60mm、渗碳1.2左右，要求螺纹部位防渗淬回火后硬度不大于HRC38.
而我们实际生产中硬度会超差，大家看看这个要求合理吗？通过淬回火不经退火防渗部位硬度可以达到图纸要求吗？

aaron01 · 发表于 2015-10-8 11:57:15

第一个零件的要求恐怕很难做到，不渗碳，这个尺寸的20CrMo材料淬火表面硬度已经超过35HRC了，你查下淬透性曲线就可以大致算出什么硬度了。

清淡 · 发表于 2015-10-8 13:32:53

和渗碳深度无关，这个材料淬火硬度最高能达到多少？那么要求就应该定这么高。我记得我们做18CrNiMo试样硬度HBW好像在380以上了。

正信热处理 · 发表于 2015-10-8 16:46:24

我和二位的看法也是一样的，防渗部位的硬度其实就是这种材料不经渗碳直接淬火得到的硬度。如果正常温度淬火（AC3+50），这两种料都在44-48上下，从淬火工艺和油品上动点手脚，照我个人看法这两个料要想淬到42度以下还是有难度的。

大浪淘沙 · 发表于 2015-10-8 17:20:40

第二个材料没有问题，第一个材料建议你先淬火一下确定工艺，然后再编制合适的工艺

cnszgong · 发表于 2015-10-9 03:17:03

这两种类似技术要求零件的形状都是轴类零件吗？

一路向北 · 发表于 2015-10-9 08:02:44

要求太低了，许多齿轮（花键）心部硬度尚且允许到45HRc，因此，防渗硬度的上限应该上调。

孤鸿踏雪 · 发表于 2015-10-9 10:17:30

看看这个，可否作为参考

正信热处理 · 发表于 2015-10-9 13:27:34

cnszgong 发表于 2015-10-9 03:17
这两种类似技术要求零件的形状都是轴类零件吗？

全是齿轴类零件，以前记得您发过帖子说过防渗部位硬度问题，用两种方案做出效果大不一样我以前和您通过电话，但手机坏了号码全丢了，可否指点迷津？与防渗涂料有关么？

正信热处理 · 发表于 2015-10-9 13:30:03

孤鸿踏雪发表于 2015-10-9 10:17
看看这个，可否作为参考

孤总这个要求倒还合理，实际检测数据如何？我跟客户的承诺是做到HRC45以内，客户目前还未认可。

正信热处理 · 发表于 2015-10-9 13:31:40

防渗处硬度有无可能小于2倍于有效硬化层处的硬度？对小直径产品或者说会不会小于产品芯部硬度？

一路向北 · 发表于 2015-10-9 14:20:46

一路向北发表于 2015-10-9 08:02
要求太低了，许多齿轮（花键）心部硬度尚且允许到45HRc，因此，防渗硬度的上限应该上调。 ...

我这里有国外某公司标准（无法截图上传），翻译过来即：凡是图纸上规定了防渗的位置（螺纹、圆角、键槽等），均应采取防渗措施保证硬度达到330~450HV1（34~45HRc）。

孤鸿踏雪 · 发表于 2015-10-9 14:29:13

正信热处理发表于 2015-10-9 13:30
孤总这个要求倒还合理，实际检测数据如何？我跟客户的承诺是做到HRC45以内，客户目前还未认可。
...

那个是我们分公司的一个作业指导书，那是必须符合要求的，因为这家顾客是非常难伺候的

tom · 发表于 2015-10-12 10:06:36

本帖最后由 tom 于 2015-10-12 10:14 编辑

20CrMo油淬火表面硬度能到多少？记得以前干20CrMo小齿轮，心部硬度怎么也上不去（费老劲到了33）。

孤鸿踏雪 · 发表于 2015-10-12 10:45:53

tom 发表于 2015-10-12 10:06
20CrMo油淬火表面硬度能到多少？记得以前干20CrMo小齿轮，心部硬度怎么也上不去（费老劲到了33）。 ...

齿轮的芯部硬度取决于几个因素：1）材质，2）齿轮模数和齿宽，3）淬火时的实际冷却条件（所使用的淬火油冷却能力和搅拌条件），4）淬火温度等。

tom · 发表于 2015-10-12 11:08:24

孤鸿踏雪发表于 2015-10-12 10:45
齿轮的芯部硬度取决于几个因素：1）材质，2）齿轮模数和齿宽，3）淬火时的实际冷却条件（所使 ...

心部硬度和齿宽有多大关系？如果是大齿轮那还让人活吗？

根据实际情况，一旦材料确定（除非换成带H钢），淬火介质是油的话，靠其他手段影响甚小。

孤鸿踏雪 · 发表于 2015-10-12 11:16:41

tom 发表于 2015-10-12 11:08
心部硬度和齿宽有多大关系？如果是大齿轮那还让人活吗？
根据实际情况，一旦材料确定（除非换成带H钢 ...

我可以很负责任地说，它与齿宽绝对有关系，这主要是冷却问题造成的，而且，按照相关标准，齿轮芯部硬度应在尺宽的中切面上检查，为什么这样规定？

孤鸿踏雪 · 发表于 2015-10-12 11:17:38

tom 发表于 2015-10-12 11:08
心部硬度和齿宽有多大关系？如果是大齿轮那还让人活吗？
根据实际情况，一旦材料确定（除非换成带H钢 ...

我国的垃圾钢材是很坑爹，但办法总是有的

tom · 发表于 2015-10-12 13:32:18

孤鸿踏雪发表于 2015-10-12 11:16
我可以很负责任地说，它与齿宽绝对有关系，这主要是冷却问题造成的，而且，按照相关标准，齿 ...

靠近齿根圆齿宽中心的地方，个人认为冷却的驱动力主要是齿间隙循环的淬火油，通常不会说是齿轮端面的淬火油，当然了，微型齿轮不能拿来说事，简化一下：渗碳淬火的随炉圆柱形试样，D30×60，圆心的硬度是由圆周附近的淬火油冷却能力决定的，而端面对中心的冷却基本被忽略了。心部硬度是否跟齿宽有关系，貌似本身是个伪命题。

孤鸿踏雪 · 发表于 2015-10-12 14:27:42

tom 发表于 2015-10-12 13:32
靠近齿根圆齿宽中心的地方，个人认为冷却的驱动力主要是齿间隙循环的淬火油，通常不会说是齿轮端面的淬火 ...

你不妨按我说的做一个实验：

      1. 随便找一个盘形齿轮或轴齿（最好是齿宽比较宽的），在齿宽的中间位置切一刀，再在切块厚度的中间位置切一刀，还可以在二次切块的中间位置再切一块，分别检查三次切面的芯部硬度，比较一下它们的异同；
      2. 换一个方法，就是比较同材料、同模数而不同齿宽的齿轮中切面位置检测到的齿芯硬度是否相同？

tom · 发表于 2015-10-12 14:44:22

本帖最后由 tom 于 2015-10-12 14:48 编辑

孤鸿踏雪发表于 2015-10-12 14:27
你不妨按我说的做一个实验：

1. 随便找一个盘形齿轮或轴齿（最好是齿宽比较宽的）， ...

貌似可以更简单一点：D30×60和D30×100渗碳试样，同时淬火，看看心部硬度有多大差别；
其实可能都无需做试验，端淬曲线一目了然。

孤鸿踏雪 · 发表于 2015-10-12 15:32:33

tom 发表于 2015-10-12 14:44
貌似可以更简单一点：D30×60和D30×100渗碳试样，同时淬火，看看心部硬度有多大差别；
其实可能都无需做 ...

这个冷却行为是不同的

tom · 发表于 2015-10-12 16:00:51

本帖最后由 tom 于 2015-10-12 16:02 编辑

孤鸿踏雪发表于 2015-10-12 15:32
这个冷却行为是不同的

标准规定可以用直径（6m）×长度（12m）的圆柱试样代替齿形试样，必然有其道理，可以想象成就是该圆柱试样躺在齿根圆上，个人认为有一定代表性。诚然，齿轮的淬火冷却是一个复杂的过程，心部硬度和来自前后左右上下六个方向的冷却都有关系，问题的关键是那几个方向是主要的。

孤鸿踏雪 · 发表于 2015-10-12 16:08:11

tom 发表于 2015-10-12 16:00
标准规定可以用直径（6m）×长度（12m）的圆柱试样代替齿形试样，必然有其道理，可以想象成就是该圆柱试样 ...

我们开始讨论的是齿轮芯部硬度问题，我是就这个问题你提出的问题，至于标准规定可以采用一定规格的圆试棒作为检测对象，那也是在不得已的情况下才出此下册，如果有热前废件随炉装入，岂不更能准确的代表实际产品？再说了，我提出的本身就是齿宽对齿芯硬度的影响，在此，似乎不应将标准规定的圆试棒引入

孤鸿踏雪 · 发表于 2015-10-12 16:08:57

tom 发表于 2015-10-12 16:00
标准规定可以用直径（6m）×长度（12m）的圆柱试样代替齿形试样，必然有其道理，可以想象成就是该圆柱试样 ...

你认为哪个方向是主要的？

tom · 发表于 2015-10-12 16:11:21

孤鸿踏雪发表于 2015-10-12 16:08
你认为哪个方向是主要的？

我在前面已经说过好几次了。

tom · 发表于 2015-10-12 16:26:29

孤鸿踏雪发表于 2015-10-12 16:08
我们开始讨论的是齿轮芯部硬度问题，我是就这个问题你提出的问题，至于标准规定可以采 ...

杨工，你是在搞笑吗？废件当试样，意味着每一炉次（冶炼、锻造）产品会出现废品，这谁受得了！

你要是有时间有废件不妨做一下你20楼说的实验

孤鸿踏雪 · 发表于 2015-10-12 17:36:42

tom 发表于 2015-10-12 16:26
杨工，你是在搞笑吗？废件当试样，意味着每一炉次（冶炼、锻造）产品会出现废品，这谁受得了！
你要是 ...

一个废件难道只能做一个随炉试样？

孤鸿踏雪 · 发表于 2015-10-12 17:37:53

tom 发表于 2015-10-12 16:26
杨工，你是在搞笑吗？废件当试样，意味着每一炉次（冶炼、锻造）产品会出现废品，这谁受得了！
你要是 ...

如果我木有做过20#楼的试验，怎么会提出来？

孤鸿踏雪 · 发表于 2015-10-12 17:42:22

本帖最后由孤鸿踏雪于 2015-10-13 07:22 编辑

tom 发表于 2015-10-12 16:26
杨工，你是在搞笑吗？废件当试样，意味着每一炉次（冶炼、锻造）产品会出现废品，这谁受得了！
你要是 ...

如果你不认为我是在和你搞笑，不妨换一种方法描述，有两个相同材料、相同模数、相同齿顶圆（外圆）的盘形齿轮，一个齿宽50mm，另一个齿宽80mm，两个齿轮同炉渗碳淬火，二者最终的芯部硬度是否相等？或十分接近？

如果，你还是认为我在搞笑，那么这个帖子我不再参与

因为，一直搞笑，那就是灌水了{:soso_e112:}

tom · 发表于 2015-10-12 17:44:51

本帖最后由 tom 于 2015-10-12 17:46 编辑

孤鸿踏雪发表于 2015-10-12 17:36
一个废件难道只能做一个随炉试样？

一个废件可以做N多齿形样，但是这些样不能用于别的炉号的哪怕同材质的零件。越聊越远。只要自己认为对的就坚持，并无不妥。

cnszgong · 发表于 2015-10-12 23:36:51

防渗碳部位硬度可参考楼上各位所说的和客户协商，将技术要求调整到≤45HRC，那样最好了，产品处理起来也比较容易一些。
但是对于“一个20CrMo产品要求花键处防渗处理，直径24mm、渗层深度为0.8左右，要求防渗部位硬度不大于HRC35；另一个客户：材料20CrMnTi、直径60mm、渗碳1.2左右，要求螺纹部位防渗淬回火后硬度不大于HRC38.”这样的技术要求是否能够实现呢？我觉得有可能实现的。
方法1：零件防渗碳部位涂防渗碳涂料保护后进行渗碳处理，渗碳结束后空冷，然后用盐浴炉局部加热零件（防渗碳部位部加热），然后淬火+低温回火；
方法2：零件防渗碳部位在渗碳前预留加工余量（螺纹部加工），零件渗碳前对防渗碳部位涂防渗碳涂料保护，零件渗碳淬火+低温回火后，对于需要加工螺纹（防渗碳部位）进行局部退火处理，然后加工螺纹。
方法3：防渗碳部位涮涂料再加保护套双重防护，估计也能达到客户的技术要求。
我用过其他方法做过零件外观几乎相同但材质不同的三个渗碳齿轮，都是渗碳后直接淬火+低温回火处理，材质是17CrNiMo6（两件）、（一件）20CrNiMo，结果是17CrNiMo6（两件）齿面硬度>58HRC，防渗碳面的表面硬度在40HRC和39HRC，但芯部硬度都在45HRC左右，也就是说17CrNiMo6（两件）防渗碳面的表面硬度低于芯部硬度，而（一件）20CrNiMo的齿轮由于是帮其他厂家进行挽救处理的（渗碳），因此也没有用于检测芯部硬度的试样，所以就没芯部硬度数据，但齿部表面硬度在58HRC以上，而防渗碳面的表面硬度只有20HRC~25HRC。

cnszgong · 发表于 2015-10-13 02:11:46

保护套的结构和这个很类似（去掉外面的硅酸铝）。图像017.jpg

aaron01 · 发表于 2015-10-13 08:19:29

cnszgong 发表于 2015-10-13 02:11
保护套的结构和这个很类似（去掉外面的硅酸铝）。

用这个东西出炉时经过炉门火帘的时候，容易被点燃。

Adam · 发表于 2015-10-13 08:30:12

tom 发表于 2015-10-12 17:44
一个废件可以做N多齿形样，但是这些样不能用于别的炉号的哪怕同材质的零件。越聊越远。只要自己认为对的就 ...

还是直接切零件吧，（当年给小日本做零件，5米的环，好几吨，他们照样切记住人家一次才3个零件）
中国的质量管理，试块代替肯定出问题，99.5%的企业会出问题
越是牛逼的企业，都不会代替，小企业反而这样

cnszgong · 发表于 2015-10-13 09:53:09

Adam 发表于 2015-10-13 08:30
还是直接切零件吧，（当年给小日本做零件，5米的环，好几吨，他们照样切记住人家一次才3个零件）
中国 ...

试样代替法也能救命的。
比如有一次给德国客户加工零件，公司有关部门明知道零件毛坯有内部缺陷（偏析），但为了赶工期在热处理不知情的前提下继续加工产品。零件在热处理后检测金相组织时发现不合格，因此认为是热处理工艺或者热处理加工过程有问题，当然责任自然应该由热处理承担了。但是当时和这件产品同炉热处理的就有一件用来做试验的同材质（试样）。经过检测那件试样，发现试样是合格的，这也就证明热处理工艺和热处理加工过程没有问题。
后来，在加工类似产品时，热处理部门都会放入一件自己定制的同材质试样。

Adam · 发表于 2015-10-13 10:17:48

cnszgong 发表于 2015-10-13 09:53
试样代替法也能救命的。
比如有一次给德国客户加工零件，公司有关部门明知道零件毛坯有内部缺陷（偏析） ...

组织合格是热后的判定，是否是热前的问题需要再次判定（有些可以直接判定原材料问题）
自己做的式样合格没有用的，式样已经不能代表产品了，从开始就是个错误

我说明白一点，如果在热后他们没有发现有问题（没有检测，很多单位对供应商的零件不检测），那么你式样合格，但是不合格的产品已经流转到客户那里去了，风险还是很吓人的

cnszgong · 发表于 2015-10-13 10:22:59

Adam 发表于 2015-10-13 10:17
组织合格是热后的判定，是否是热前的问题需要再次判定（有些可以直接判定原材料问题）
自己做的式样合格 ...

但是可以证明热处理工艺以及热处理工艺过程没问题呀。至于实际产品有问题，那就不是热处理的事情咯。

心沐长风 · 发表于 2015-10-13 20:24:25

tom 发表于 2015-10-12 10:06
20CrMo油淬火表面硬度能到多少？记得以前干20CrMo小齿轮，心部硬度怎么也上不去（费老劲到了33）。 ...

你是怎么干的，我们的20CrMo心部硬度就没有低于40HRC的，我们的产品是连杆。

孤鸿踏雪 · 发表于 2015-10-14 07:52:18

心沐长风发表于 2015-10-13 20:24
你是怎么干的，我们的20CrMo心部硬度就没有低于40HRC的，我们的产品是连杆。 ...

那还要看你的连杆直径多大呢？芯部硬度在哪个位置检查？

tom · 发表于 2015-10-14 08:15:00

本帖最后由 tom 于 2015-10-14 08:16 编辑

心沐长风发表于 2015-10-13 20:24
你是怎么干的，我们的20CrMo心部硬度就没有低于40HRC的，我们的产品是连杆。 ...

参考《热处理手册》第四版第四本第580-581页的数据，我认为20CrMo渗碳淬火齿轮心部硬度低于HRC33正常。

孤鸿踏雪 · 发表于 2015-10-14 08:39:18

本帖最后由孤鸿踏雪于 2015-10-14 10:44 编辑

tom 发表于 2015-10-14 08:15
参考《热处理手册》第四版第四本第580-581页的数据，我认为20CrMo渗碳淬火齿轮心部硬度低于HRC33正常。 ...

齿轮的芯部硬度与模数有关，而销轴类产品、套类产品，芯部硬度检测位置并无标准规定，所以，这类产品所谓的“芯部硬度”除了与直径、壁厚有关外，还与双方约定的检测位置有很大关系。

归根结底，齿轮的芯部硬度与销轴类、套类零件的芯部硬度不能相提并论，二者也没有可比性

独语斜阑 · 发表于 2015-10-14 08:48:00

不考虑漏渗碳因素，楼主所说的硬度值都难保证。这两种材料，在有效淬透范围内的硬度值分布基本都在30-45HRC之间，如果材料碳含量分布在标准的中上限，难度就大了。当然，也不是绝对不行，就看你的工艺制定和执行控制了。

正信热处理 · 发表于 2015-10-14 17:37:38

排除防渗部位退火或局部淬火等方法：防渗部位的硬度会不会小于2倍于有效硬化层处的硬度？直径4mm左右的20CrMnTi棒料芯部硬度会不会高于防渗部位的硬度？

cnszgong · 发表于 2015-10-14 17:44:34

正信热处理发表于 2015-10-14 17:37
排除防渗部位退火或局部淬火等方法：防渗部位的硬度会不会小于2倍于有效硬化层处的硬度？直径4mm左右的20Cr ...

渗碳齿轮，防渗碳部位的表面硬度小于齿轮的芯部硬度，在一定条件下是有可能实现的。

cnszgong · 发表于 2015-10-14 18:00:22

正信热处理发表于 2015-10-14 17:37
排除防渗部位退火或局部淬火等方法：防渗部位的硬度会不会小于2倍于有效硬化层处的硬度？直径4mm左右的20Cr ...

http://www.rclhome.net/forum.php?mod=viewthread&tid=3281&highlight=%E9%98%B2%E6%B8%97

以前讨论过类似的内容。

至于直径4毫米的20CrMnTi，渗碳后直接淬火应该不会出现你所说的情况，即防渗部位的表面硬度低于2倍的有效硬化层深度处的硬度。当然如果采用渗碳后空冷，接二次快速加热后淬火，也许能做到你所说的效果。

心沐长风 · 发表于 2015-10-14 20:52:17

孤鸿踏雪发表于 2015-10-14 07:52
那还要看你的连杆直径多大呢？芯部硬度在哪个位置检查？

芯部硬度检查杆身厚度的一半位置，杆身的厚度在2·5----3·0mm上之间

心沐长风 · 发表于 2015-10-14 21:01:21

cnszgong 发表于 2015-10-14 18:00
http://www.rclhome.net/forum.php?mod=viewthread&tid=3281&highlight=%E9%98%B2%E6%B8%97
以前讨论过类 ...

如果在入油淬火时，零件没有经过保温，或者保温时间很短，而淬火温度刚好又处在临界淬火温度的下限了，将会出现什么样的情况了？

孤鸿踏雪 · 发表于 2015-10-15 08:10:52

心沐长风发表于 2015-10-14 20:52
芯部硬度检查杆身厚度的一半位置，杆身的厚度在2·5----3·0mm上之间

杆身厚度？应该是杆部直径吧？如此细小的轴杆，芯部硬度应该和表面差异不大的，与本主题讨论的扯得太远

一路向北 · 发表于 2015-10-15 13:30:38

学着做截图，试试。

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防渗部位硬度的合理范围

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