有奖征集17CrNiMo6小模数齿轮渗碳淬火最佳工艺

孤鸿踏雪

    齿轮材料：17CrNiMo6，
    材料来源：大冶特殊钢股份有限公司
    齿轮模数：2.75~3.50
    产品技术要求：表面硬度58~62HRC。有效硬化层深度CHD=0.40~0.70，芯部抗拉强度1100~1350MPa，金相组织可按照GB/T8539—2000 eqv ISO 6336-5：1996
    芯部抗拉强度可以379HV10换算。

    提醒大家注意：本题的重点问题是芯部抗拉强度（即芯部硬度）
    坛子里如果有朋友有这种材料（无论材料的供应商是否是“大冶特殊钢股份有限公司”）
的齿轮产品可以自行先做一些试验，当觉得有把握时，本人可以分给你热前样件，用于您的工艺验证。但因为热前样件数量十分有限，所以当您觉得自己的工艺应该可行时，必须提前向本人提供工艺概况，如果您觉得您的工艺不便公开或担心核心技术泄密，可以通过论坛短信箱或Email-mangrxm@163.com联系。
   
    奖励办法：1. 可以通过划拨热处理币进行奖励；
              2. 可以赠送礼品实物：本人拙作《模具热处理及表面强化处理》一本和或《金属热处理》1958-2005年光碟一张；
              3. 热处理论坛热币换礼品中的任意礼品一件。

    礼品虽轻，重在参与！对于没有实质性内容的“擦边式”水帖，一律删除。

gaoxiwen

芯部抗拉强度1100~1350MPa
这个难度不是一点点大
相信没有人能做到

孤鸿踏雪

gaoxiwen 发表于 2012-4-23 16:32
芯部抗拉强度1100~1350MPa
这个难度不是一点点大
相信没有人能做到

   惭愧，主题中“芯部抗拉强度1100~1300MPa”为“1100~1350MPa”的误写，我已编辑修改。

cnszgong

这个材料 通常“芯部抗拉强度大于1200MPa”

孤鸿踏雪

     自己顶一下：为什么大家对这个问题不感兴趣呢？

djh088

杨工：我来回答一下啊。
17CrNiMo6化学成分（质量百分比，%）：
　　碳(C)：0.15-0.20, 　　硅(Si)：≤0.40, 　　锰(Mn)：0.40-0.60, 　　硫(S)：≤0.035, 　　磷(P)：≤0.035， 　　,铬(Cr)：1.50-1.80， 　　镍(Ni)：1.40-1.70, 　　钼(Mo)：0.25-0.35，

djh088

热处理工艺：渗碳（900-930℃）--850℃±10℃保温后快速放入280-300℃碱槽中，保持12-30min，转入560-580℃硝盐浴中保持30-50min油冷。
这是一个朋友告诉我的，还请杨工指正啊。。。。

tom

考虑变形吗？我估计这个问题人气不旺的原因：
1渗碳淬火齿轮心部硬度问题坛子里有很多这方面讨论
2技术保密

djh088

17CrNiMo6
钢齿轮渗碳缓冷裂纹分析及防止措施
　　摘要：针对17CrNiMo6钢齿轮缓冷出现裂纹问题，分析了产生裂纹的原因，并提出了预防措施。 　　1 前言 　　1997年，某厂在为马钢棒材轧机配套生产初、中轧机减速机过程中，材质为17CrNiMo6钢的齿轮在渗碳处理缓冷后产生裂纹，为了找出裂纹发生的原因，我们在中科院专家的指导和帮助下进行了分析探讨。 　　2 产生缓冷裂纹的原因 　　产生裂纹的原因主要是渗层在冷却过程中产生不均匀相变造成的。渗层中存在大块渗碳体和连续的网状碳化物，渗层的金相组织为三层，最外层为下贝氏体和网状碳化物；中层为淬火马氏体、下贝氏体和网状碳化物；第三层为下贝氏体加铁素体，由表及里的硬度检查见下表。 　　检查部位 渗碳层 母材 　　外表层 中间层 过渡层 　　硬度（HL） 420.433.458 513.501.479 492.479.414 318.337.307 　　相变受下述因素影响： 　　2.1 温度的影响 　　由于碳在铁素体中的溶解度较小（最高约为0.025%），而在奥氏体状态下，渗碳温度越高，碳在其中的扩散系数越大，既渗碳速度越大。但温度不宜过高，否则渗碳设备使用寿命显著下降或损坏，而且温度过高时间过长会造成渗层组织粗大，碳化物级别超差等缺陷。通常生产实际中采用900℃、930℃渗碳。 　　2.2 碳浓度的影响 　　缓冷裂纹与渗碳时的碳势有关。 　　在渗碳初期，由于工件表面穷碳，接受活性碳原子的能力很强，渗碳速度较快，此时炉内碳势较低，需要向炉内通过大量的渗剂，以维持炉内的碳势，具体还与装炉量有关，此时如果不能及时补充渗剂，可能造成渗碳时间过长，碳浓度分布曲线下凹等缺陷，但也不能过强，否则可能出现大量网状碳化物而无法消除。 　　当工件表面含碳量不断升高，碳势不断建立的情况下，应逐步减少渗剂的加入，渗碳进入扩散阶段，如果此时仍保持大剂量的渗剂，就要形成表面网状碳化物，使渗层的强度下降，脆性增加，尤其是抗拉强度的下降，对防止出现缓冷裂纹相当不利。 　　2.3 渗碳时间的影响 　　当渗碳温度、碳势确定以后，渗碳时间主要取决于有效硬化层深度，渗碳时间越长，硬化层越深，反之越浅。对于17NiCrMo6钢硬化层在10-15μm的工件，如果扩散期控制不好，时间过短，有可能造成渗层碳浓度分布曲线过陡，在以后的缓冷过程中，形成缓冷裂纹。 　　2.4 缓冷速度的影响 　　缓冷一般是在冷却井中进行的，其冷却速度应比空冷更加缓慢，以便尽可能得到较平衡的组织。如果由于某种原因，使缓冷速度相当于空冷速度，结果就要出现缓冷裂纹。分析结果也表明，当渗碳层表面的含碳量达到共析成分以上时，渗层的淬透性不完全相同，在特定的缓冷速度下，发生不均匀相变，中间层的马氏体比容较大，使表面受拉应力，由于表层有恶化，承受不了大的拉力而开裂。 　　3 防止缓冷裂纹措施 　　通过上述分析可知，产生缓冷裂纹的条件一是渗层中存在着大量的块状及网状碳化物，使之性能恶化；二是渗层中发生不均匀相变。预防措施是：首先要避免渗层中产生大量网状碳化物。对于17CrNiMo6这种含Cr、Mo强碳化物形成元素的钢，渗碳时碳势不能过高，尤其是到了扩散期，一定要把碳势降到0.9%C左右，并保持一定的时间，防止产生碳化物。另外，要避免中间层产生马氏体。缓冷效果比较好时，一般组织比较平衡，没有不均匀相变，但由于冷却井内比较潮湿，水分较大，使冷却速度提高而产生裂纹。如果冬天环境温度比较低，工件装炉量少，虽然是在冷却井中，冷却速度仍很快，也容易产生缓冷裂纹。

djh088

http://www.rclbbs.com/forum.php? ... id=94259&extra=

秋天的风

芯部抗拉强度1100~1350MPa,对应硬度为35-41HRC或330-390HV.我没有做过这个材料,出个大概工艺,井式渗碳炉850度碳氮共渗90分,降温至820度淬火.
昨天才做了个20MnCr5的产品,有效硬化层深550HV1=0.557mm,200度回火,表面硬度60HRC,心部硬度43HRC,由于煤油量没有控制好,表层组织出现很多碳化物及残余奥氏体.

孤鸿踏雪

djh088 发表于 2012-4-25 14:31
热处理工艺：渗碳（900-930℃）--850℃±10℃保温后快速放入280-300℃碱槽中，保持12-30min，转入560-580℃ ...

    这个工艺是否能够达到技术要求，我现在没有条件尝试。但这个工艺方案是否适合量产？

孤鸿踏雪

djh088 发表于 2012-4-25 14:40
17CrNiMo6
钢齿轮渗碳缓冷裂纹分析及防止措施
　　摘要：针对17CrNiMo6钢齿轮缓冷出现裂纹问题，分析了产 ...

     感谢提供，但不是本文要解决的问题

孤鸿踏雪

秋天的风 发表于 2012-4-25 15:37
芯部抗拉强度1100~1350MPa,对应硬度为35-41HRC或330-390HV.我没有做过这个材料,出个大概工艺,井式渗碳炉850 ...

   秋版这个方案能否成功不得而知。淬什么介质？

秋天的风

我的是32#机械油,昨天淬的产品很小,选档限位块,薄处6mm左右.

djh088

秋天的风 发表于 2012-4-25 15:37
芯部抗拉强度1100~1350MPa,对应硬度为35-41HRC或330-390HV.我没有做过这个材料,出个大概工艺,井式渗碳炉850 ...

这个材料跟20CrMnTi区别很大哟。

djh088

将附件重新传到这个帖里
这个附件里面就讲到了此种材料和20CrMnTi的区别。

秋天的风

我天天做20CrMnTi和20CrNiMo,17CrNiMo6难在心部硬度不好控制.

djh088

17CrNiMo6钢齿轮渗碳缓冷裂纹分析及防止措施

huagp

心部抗拉强度为1100-1350MPA,对应的心部硬度为35-41HRC,原材料的淬透性J12建议在36-40HRC.个人意见.