关于球铁凸轮轴淬火裂纹的问题

寒_亦

    凸轮轴材料为QT700，珠光体含量90%-99%，粗磨后淬火，最近开始出现裂纹，比较严重，裂纹并不在淬火区域，而是在凸轮与轴底交接处出现，裂纹位置比较固定，裂纹件在热处理后校直时会断裂，往地下一摔也会断裂，观察断口裂纹区有氧化色，金相分析该处并无组织异常情况，也未发生组织转变，裂纹走向比较偏向铸造缺陷。对淬火前的毛坯件大量探伤并未发现裂纹。
    第一次解决时，当时会议的操纵者是非热处理人士控制，并没用明确问题的根源，而是将责任分铸造和热处理各承担一半，珠光体大于95%进行标识单独淬火。但是显然珠光体含量不应该是引起裂纹的根本原因，而且这种珠光体含量区间的产品做了三年并没出过问题。之后果然用95%以下珠光体材料淬火，裂纹依然要出现。
    然后我们只好进行工艺控制，尽可能的降低淬火应力，当淬火深度走最下限近1.5毫米左右时（平时做3到4毫米左右），废品比例并未丝毫改变。前后仅四五天的时间，超过三百多支的废品，车间按一半的赔偿非常困难。因此暂时停工，但是公司又不允许停工，压力颇大。
    各位高人给点意见吧，主要是思路，怎么寻找裂纹的根本原因，或者怎么才能证明裂纹非热处理淬火所为而是铸造所为，因为公司要证据，不要理论推测.

txljh8

类似的问题曾经遇到过（曲轴轴颈淬硬区外的过渡区发现磁痕），认为是理论推测说的没道理，欢迎拍砖。
1.怎么才能证明裂纹非热处理淬火所为而是铸造所为不要做有罪推定（针对热处理同样如此）。因为：对淬火前的毛坯件大量探伤并未发现裂纹（或磁痕、缩松等缺陷）
2.此质量问题确实主要是铸造、热处理的责任。铸造方面可以说我交给下道工序是好的（外形、组织、探伤、化学成分。。。），你们热处理好坏与我无关是不对的；热处理方面可以说热处理工艺没有重大变化，淬出来却有裂纹是你铸造材质问题，问题是热处理工艺就应该是一成不变的万能工艺吗？会议的操纵者或领导一般会认为因材施热、对症下药是热处理义不容辞的责任。
3.铸造、热处理、加工、质量部门多方协同分析是必由之路，铸造方面要稳定原材料、铸造工艺，热处理方面要注意针对铸造变化随机应变调整热处理工艺。

寒_亦

txljh8 发表于 2011-11-28 12:00
类似的问题曾经遇到过（曲轴轴颈淬硬区外的过渡区发现磁痕），认为是理论推测说的没道理，欢迎拍砖。
1.怎 ...

    站在技术层的角度我支持你的说法，显然做有罪推定的做法不妥，但是在企业，各自站的利益场不同，而且牵扯到的是重金处罚，没有人愿意去承受。公司领导交给的任务是去寻找铸造缺陷的证据。当然寻找和解决问题是根本。
   对大量毛坯件探伤未发现裂纹并不能说明裂纹是热处理所为。因为铸造过程中气泡向表面扩散停留到次表层，在次表层形成缺陷或微裂纹，这种缺陷在探伤一般是发现不了的，在淬火过程中有可能形成裂纹。因此我认为并不能简单推断为热处理问题。
   我们对裂纹和断口处进行了组织观察，该处并没有处在淬火区域，而且有的断口远离热影响区，裂纹或断口附近没有发生组织转变，不能证明是热处理淬火造成的说法。另外观察组织包括珠光体含量球墨分布等都很正常。
   出现热处理问题，其他所有部门高高挂起，只管热处理的事，热处理自己解决。

wkee

你们是中频淬火吗？凸轮轴还有淬火区和非淬火区！那应该是淬火凸轮吧。你们有以前的料没有？有的话用同样工艺试一下。对比出现在材料的差距就行了！而且（该处并没有处在淬火区域，而且有的断口远离热影响区，裂纹或断口附近没有发生组织转变，不能证明是热处理淬火造成的说法。）那就说明这裂纹是在加热后，尚未达到组织转变的温度时，冷却开裂的！那就将一批工件放到炉子中，温度升到组织转变温度以下，然后出炉冷却，要是开裂的话，那就不是热处理的责任——材料还没到温都裂了，还让我们热处理？这不是坑爹嘛！当然了，我们提倡团结合作。最好是能发现问题，改善工艺，保质保量的完成产品！

寒_亦

wkee 发表于 2011-11-28 17:33
你们是中频淬火吗？凸轮轴还有淬火区和非淬火区！那应该是淬火凸轮吧。你们有以前的料没有？有的话用同样工 ...

你说的那个将一批产品装炉试验是不现实的。
以前的材料倒没有，但是这种产品我们做了好多年了，有三台机床每天在加工，三台设备工艺不一。以前从来没出过问题。

motion_0576

建议发一张宏观照片，说明淬火位置、裂纹位置，这样大家容易帮你分析。你自己表达感觉很清楚，但别人也许理解不了你再说什么？

寒_亦

motion_0576 发表于 2011-11-29 07:57
建议发一张宏观照片，说明淬火位置、裂纹位置，这样大家容易帮你分析。你自己表达感觉很清楚，但别人也许理 ...

上传了两张宏观照片，手机拍摄不是很清晰，点击可放大。
每组有三个凸轮，中间一个宽凸轮，两侧两个窄凸轮，凸轮整个表面中频淬火。裂纹断裂位置一般都集中在宽凸轮根部轴底位置。

motion_0576

看了你的照片，估计是宽凸轮加热规范、或者感应器位置关系，造成此处热应力较大引起断裂。但理由并不充分，建议你重新照断口照片，照带“宽凸轮”那部分，看一下原始开裂位置与宽凸轮是否有相对固定关系。

追求卓越

首先确定一下，未淬火的件存在不存在校直或往地下摔断裂不断裂的问题。如不断，加一道正火看一下是否解决；或把断裂的位置切开看淬硬层深（和经前正常生产的对比）。

寒_亦

追求卓越 发表于 2011-12-2 15:39
首先确定一下，未淬火的件存在不存在校直或往地下摔断裂不断裂的问题。如不断，加一道正火看一下是否解决； ...

感谢您的指教。中频淬火前不校直，回火后校直。至于拿淬火前的摔，不太现实，该产品裂纹率百分之三左右，（正常废品率大概万分之三左右）。我们在中频淬火前加了550度的去应力退火，并没改善。对裂纹件做了许多切片检查，裂纹位置处属于非淬火区域，该处组织正常，也并没发生组织转变，但是处于热影响区域。对于淬火位置切片检查一切正常，曾做过降低应力的办法但并没有什么效果。暂时怀疑是原铸造存在组织夹杂现象。

追求卓越

去应力不管事。你正火试试吧。虽然没有看来出，但铸造的原因应该要占一大部分。我估计你正火后效果要好一些，但完全杜绝不了的。

寒_亦

追求卓越 发表于 2011-12-2 21:08
去应力不管事。你正火试试吧。虽然没有看来出，但铸造的原因应该要占一大部分。我估计你正火后效果要好一些 ...

    哦，说起正火，铸造那边以前一直铸造后进行单独正火的，之后好像是为了提高珠光体含量，取消了正火，用铸造后余热的什么方式进行正火，不过这种工艺也有快一年的时间了，以前倒是一直没出过问题。至于前面加道正火，对于我们来说有难度，产品多炉子少，就算成功了我们也不可能加道正火。暂时采取的错事是恢复原正常工艺，不再做改进试验，百分之百探伤堵截。
   爆个小料，其实这种问题以前也偶尔发生过，不过是其他的铸铁产品，出现后找来找去也没找到原因，也没采取什么措施过了几天却又正常了，还有08年的一次，出了裂纹问题当时没办法就把三千多支产品准备退回铸造分厂，然后在库房堆放了半年多，最后产品供应不足，没办法把那三千多支拿出来重新淬火，却又很正常。
   

沧浪岁月

毛培做过金属材料化验吗   铸造的原材料稳定吗  是不是掺了其他的废钢

jcjszx

1 能把你的思维放开一点吗?比如正火后的机加工.热处理后校直等
2 建议你发两张有裂纹的金相图片

寒_亦

jcjszx 发表于 2011-12-3 10:08
1 能把你的思维放开一点吗?比如正火后的机加工.热处理后校直等
2 建议你发两张有裂纹的金相图片

金相图片当时没保存，需要重新照，等两天了。
产品铸造后，进行粗磨后淬火，可以肯定的是裂纹形成出现在淬火过程中，而断裂处没有粗磨，原铸造状态。
能想到的我们都想到了，应该是铸造缺陷，铸造那边的总工是川大的博导，主管是以前清华毕业的。那位老博导前天和我们沟通时也说，他在铸造那边呆了快十年了，裂纹问题一直没有彻底解决。
为了产品供应，现在的措施是我们恢复原工艺，不再查找原因，铸造负责优化调整工艺，淬火后百分之百全探伤。

txljh8

“为了产品供应，现在的措施是我们恢复原工艺，不再查找原因，铸造负责优化调整工艺，淬火后百分之百全探伤。”
为了。。。；为了。。。；为了。。。
现在的措施是比较明智的决定。（暂抛开技术问题）

嗷嗷强悍

第一，查看下断裂处金相和非断裂处金相，对比查看；
第二，让理化部门检验各合金含量，怀疑是磷超标；碳含量过高，会出现大量石墨组织也会产生显微疏松。
如果UT、MT都没探出来，建议你检查这方面原因。
本人拙见。

寒_亦

沧浪岁月 发表于 2011-12-3 08:28
毛培做过金属材料化验吗   铸造的原材料稳定吗  是不是掺了其他的废钢

问的很好，毛坯要做，但只是抽检，原材料不稳定，都是到处回收来的废弃钢或用残的边料，有些废钢本身是问题多多的缺陷钢。

txljh8

原材料不稳定，都是到处回收来的废弃钢或用残的边料，有些废钢本身是问题多多的缺陷钢。（取消了正火，用铸造后余热的什么方式进行正火）废钢、生铁、焦炭、铸造合金。。。哪一样都可能要了热处理的命于无痕处，所以作为它们下道工序须小心着！

追求卓越

寒_亦 发表于 2011-12-2 22:53
哦，说起正火，铸造那边以前一直铸造后进行单独正火的，之后好像是为了提高珠光体含量，取消了正火， ...

正火是让你做一部分试验，没让你更改工艺。确定一下正火之后是否裂纹减少