17CrNiMo6大模数齿轮轴渗碳淬火工艺

孤鸿踏雪

    近期接到两张图纸，是17CrNiMo6的大模数（m=10）齿轮轴，技术要求分别为：CHD=2.20~2.70/1.40~2.00，金相组织按我国标准控制在1~3级内。因为以前缺少这种材料和这种大件深渗层的产品经验，所以，希望做过类似产品的坛友分享一下你的成功经验。

cnszgong

唉 这种齿轮成功的经验有。失败的经验也有

孤鸿踏雪

cnszgong 发表于 2012-3-1 18:42
唉 这种齿轮成功的经验有。失败的经验也有

    能否介绍一下（包括经验和教训）？

zhengcj

我们这边的设备为井式炉，内部规定，如果产品属于工业机，我们采用直接淬火工艺，强渗 940℃ CP 1.0，高扩 940℃ CP 0.74，淬火 840℃ CP 0.74，淬火油 德润宝分级淬火油，油温控制100+/-2℃；如果是风电产品，则采用非直接淬火工艺。   

cnszgong

孤鸿踏雪 发表于 2012-3-2 07:44
能否介绍一下（包括经验和教训）？

   回前辈：对这种17CrNiMo6材料的大模数齿轮渗碳最近连续做过很多批，都很成功；但最后一批产品还是出了一点状况：由于大模数齿轮本身的价值比较高、渗碳加工后并不能像小零件那样热后直接切一个零件进行金相检验，所以我们都是对重点产品在原材料采购环节特别要求在毛胚上多留一段试样料作为零件的本体试样和零件一起完成整个热处理加工过程。在热后通过检验本体试样来判断零件的金相组织情况。对常规产品： 会定期采购一批不同材质的试样料进行预先热处理、然后备用。当有常规零件需要渗碳时、会把同材质常规试样同时放入作为随炉试样，热后检验其金相组织。
    但这次在试样上就出了问题：在对某一炉6模数的齿轮进行渗碳后，检验零件的“本体试样”（通常放入零件的本体试样后就不再放我们自己的同材质常规试样）的金相结果是：K0 A>=50% M5 F2 IGO=28 (零件的技术要求是 K<3 A<=15 M<=3 )因此判断这批齿轮金相不合格。事后得知由于连续多炉次的在渗碳加工这批零件，所以这一批本体试样已经用完了，这一炉渗碳零件所谓的“本体试样”其实并不是从同一炉零件锻胚上切割下来加工而成的，而是从原先一个报废的17CrNiMo6零件上割取加工而成的（热处理部门当时并不知情）。出现这样局面的结果就是要么就是解剖一个价值不菲的齿轮进行金相检验、 要么直接判断这批零件报废。
巧合的是 我为了观察不同材质在采用同样的渗碳工艺和加工过程后的内氧化差异程度（只检测内氧化指标）。在这一炉的渗碳产品中放了三块不同材质的常规试样，一块试样材质正好和当时加工的渗碳齿轮相同（17CrNiMo6）另两块试样材质分别是20CrNi2MoA和20CrMnMo。
    正当山穷水尽时、想起了我在那一炉内放的17CrNiMo6常规试样，再检测其金相组织，结果是：K0 A<15% M2 F2 金相完全合格，然后在仔细检测所谓的“本体试样”，发现 残奥和马氏体超标的部位正好在偏析带上。
   这7件零件最后由质检部门开出“不合格品通知单”由技术部门签字做“让步处理”了。
   热处理部门由此虚惊一场。因为当时某领导说过：“这事不是热处理工艺有问题，就是热处理工艺执行有问题”（反正就是赖在热处理头上了）

申兴一

我提供我们以前做的风电产品工艺

渗碳温度920    升温速度85%   650保温1-5H   750前氮气保护    800保温1-3H    920保温0,5小时（根据产品情况来决定升温的速度）
  碳势1.2    15%     碳势0.9     30%         碳势0.8     70%     碳势0.75     100%
降温到580以下出炉    650回火（时间根据产品来定）最好2次
淬火温度810也是分段升温
淬火后回火180     再拉高200回一次。

QJ660202

我们也在做风电齿圈，工艺和申工差不多，但会火温度要高点，230二次。

孤鸿踏雪

cnszgong 发表于 2012-3-3 00:19
回前辈：对这种17CrNiMo6材料的大模数齿轮渗碳最近连续做过很多批，都很成功；但最后一批产品还是出了 ...

    如果A>=50%，表面硬度还能合格吗？

孤鸿踏雪

申兴一 发表于 2012-3-3 07:00
我提供我们以前做的风电产品工艺

渗碳温度920    升温速度85%   650保温1-5H   750前氮气保护    800保温 ...

    你的碳势1.2、0.9、0.8、0.75所对应的工艺温度（段）分别是什么？在哪里？

申兴一

渗碳温度全部是920度，前面分段升温是为了减少变形和均匀渗碳层。

孤鸿踏雪

申兴一 发表于 2012-3-3 14:51
渗碳温度全部是920度，前面分段升温是为了减少变形和均匀渗碳层。

我是否可以这样理解：
    920强渗碳势1.20，920扩渗碳势0.90，那么碳势0.80和0.75所对应的是那两个工艺温度段？分别是降温和均温段吗？

申兴一

不是的，那是电脑自动生成的扩散。

cnszgong

孤鸿踏雪 发表于 2012-3-3 12:40
如果A>=50%，表面硬度还能合格吗？

A>=50%是指“本体试样”，表面硬度检测的是零件本身、零件本身的表面硬度确实是合格的。所以才在检测我们自己的常规随炉试样金相组织也合格的前提下判断“本体试样”原材料有问题。

孤鸿踏雪

cnszgong 发表于 2012-3-3 16:46
A>=50%是指“本体试样”，表面硬度检测的是零件本身、零件本身的表面硬度确实是合格的。所以才在检测我们 ...

   像你描述的这种“本体试样”只能保证试样与产品属同批次同种材料，而本体试样经与产品同炉处理后，由于其本身的结构形貌与产品存在很大差异，所以其热处理后的各项热处理质量特性并不能代表产品。

cnszgong

这是不得已的做法。总不能拿 大模数齿轮开刀吧
当然 本体 齿形试样 有一定代表性吧

zhang

zhengcj 发表于 2012-3-2 10:29
我们这边的设备为井式炉，内部规定，如果产品属于工业机，我们采用直接淬火工艺，强渗 940℃ CP 1.0，高扩  ...

940℃渗碳，碳势1.0有点对不起温度啊！

孤鸿踏雪

申兴一 发表于 2012-3-3 16:25
不是的，那是电脑自动生成的扩散。

    你们是易普森多用炉？还是什么控制系统？

申兴一

孤鸿踏雪 发表于 2012-3-4 09:20
你们是易普森多用炉？还是什么控制系统？

西安天成

zhengcj

zhang 发表于 2012-3-4 08:28
940℃渗碳，碳势1.0有点对不起温度啊！

在不生产炭黑的情况下，可以适当提高碳势。
另外，也要考虑随炉试样和工件渗碳过程的匹配性。强渗阶段碳势太高，是不是容易造成随炉试样与工件实际渗层不一致呀？
我们一般都事先用程序模拟，看渗碳层梯度情况。