切削加工性与金相组织、硬度的讨论（加分 ）

霜月

渗碳齿轮所用材料大都是含碳量小于0.25%的低碳钢或低碳合金钢，一般采用正火或等温正火工艺进行预处理，加工过程中常遇到因金相组织中含有大量铁素体，硬度较低而导致拉、插齿加工时粘刀、不断削以致擦伤加工面或使加工面起毛；或者因组织中出现粒状贝氏体，硬度较高而导致刀具崩刃或刀具损耗快。
    不同金相组织、不同硬度对不同切削加工方式（如车、拉、插、滚、剃等）的加工性能是不同的，球状组织对车加工最有利；片状珠光体对拉削加工最好；如20CrMnTi钢，正火组织为铁素体+珠光体，硬度为156~209HB时，滚、剃齿加工性能良好，但会出现拉齿加工困难现象，而采用调质处理，金相组织为回火索氏体+铁素体，硬度为180~220HB时，其车削性能好，而插齿加工性能又差、且效率很低。
     究竟什么样的硬度、组织最适合各种切削加工性能，希望大家都来参与讨论。

[ 本帖最后由 ltw369258 于 2007-9-9 12:25 编辑 ]

霜月

早前看到一篇文献介绍:20CrMnTi钢齿轮锻坯采用不完全淬火,将硬度控制在208~251HB,使插齿表面粗糙度得到明显改善,同时提高了生产率.我们没有试验过,不完全淬火后是否需要回火?

宇宙

这个问题我们也经常遇到，很希望各位大师来论坛指导讨论。学习了。

天天小非

一般齿轮用材料硬度控制在156～207HB。控制在170HB左右的硬度是最好加工的。各种齿轮的正火方法一般根据材料情况而定。比如20CrNi3材料必须采用等温正火，不然一定会生成贝氏体。20CrMnTi需要拉内花键的话可以采用两次正火，拉内花键后尺寸精度保证会有提高。无论那种齿轮在正火时必须充分，组织均匀，不应该有混晶现象或其他组织。

霜月

最近跟踪了下预先热处理组织与硬度对机加工的影响，20CrMnTi齿坯正火后组织为铁素体和珠光体，硬度在160HB左右，滚剃齿加工没有问题，但拉花键时出现撕裂、不断削现象，而硬度提高到约180HB时，拉花键后尺寸精度和粗糙度都合格。
当正火后有贝氏体组织而硬度在200HB左右时，车加工困难，拉花键拉不动，甚至将拉刀拉缺。

ltw369258

从总体上说，适宜的加工硬度在200左右。当然，根据切削方式不一样，硬度是有差异的。具体要视加工工序而定。

霜月

从上月长春齿轮渗碳淬火技术论文集介绍的情况看：16MnCr5、20MnCr5等国外牌号的材料，预处理后硬度并不高，下限控制在140HB，估计这样低的硬度是不适宜拉削加工的，除非钢中加入一定量的硫。

霜月

最近由于设备原因导致一批22CrMoH钢齿轮坯件等温正火处理后硬度在140~150HB左右，检验金相组织为铁素体和珠光体，跟踪机加工粗车、精车、钻孔、铣齿、滚齿等加工都未出现不断削和粘刀现象，表面粗糙度也符合要求，只是没有拉削加工工序，不知如此低硬度是否会导致拉削困难？

天天小非

拉销不会困难，但是对形体尺寸和后续热处理工艺会有影响。
产品硬度低导致朔性增加，拉削后产品反弹现象严重，会造成内孔变小。在后续的热处理过程中变形会进一步加剧，导致废品的大大增加。

霜月

从目前该批齿轮渗碳淬火后情况看，还没有发现因预处理硬度低而导致的热处理变形加大现象，可能与该批齿轮结构形状匀称有关。

sunqifa

最高的切削指数：300HB
   凡是在这个以下的均为一加工零件；
  但是不能太低，太低易粘刀！

ccxxmm

能问一下，为什么必须采用二次正火，花键的精度会提高，因为我这里的内花键都采用一次正火，我们这里也有时出现过预处理硬度为150-165HB，车滚都没有问题，但剃齿时出现齿面拉伤，当硬度提高到170HB以上时则没有出现

[ 本帖最后由 ccxxmm 于 2007-9-24 16:59 编辑 ]

交流为主

我没有专门做过车削件的热处理.但对于需要较高生产效率的情况下,个人感觉粗大片状珠光体应该更适于车削加工,因为该组织较硬,脆性比较大,铁屑容易在该组织处形成断屑,其作用类似于易切削钢中的硫化物.相反,如果是经球化后的材料在车削时铁屑不容易断,缠绕在刀具上影响加工.
当然,粗片状珠光体车削出来的工件表面粗糙度应该是没有球状珠光体好的.

xujingzhi

热处理后组织是球还是片状对切削加工肯定有影响，但不是最主要的。1、 最重要的是热处理后零件的硬度是否均匀；2、 刀具的材质及切削角度，硬钢用什么材质的刀具，刀具角度应该在哪个范围内，软钢应该选择什么材质的刀具及角度怎样调整。另外说一点切削过程零件表面起刺，有可能是你的刀具磨得太锋利了。

motion_0576

渗碳钢的加工性能主要表现在滚、剃、拉削上，车削一般不是问题，硬度控制与机床、刀具和加工习惯有很大关系，不能一概而论。
1 滚齿、螺旋铣齿毛坯硬度要求与模数有很大关系，小模数硬度高一些170－190HB，大模数（m=4.5以上）硬度低一些150－175HB。
2 硬度虽然重要，但金相组织也很关键，许多厂子不大注意这一点，对硬度要求多一些。金相组织中等轴状P+F切削性能最好。出现粒贝最差，但实际生产中往往有误区。这主要是因为出现粒贝硬度高，新刀切削光洁度好（容易产生误区的地方），但寿命很短没太注意。
3 渗碳钢除了挤压成型或冷摆碾外，一般不能进行球化退火或调质处理得到球状组织，因为球状组织滚、剃加工性能很差。

秋天的风

我这里主要是8620H材料的锻造件,要求正火处理156-197HB,组织为P+F,不能出现贝氏体、带状组织。具体工艺为880度加热，630度等温，网带炉生产。

motion_0576

＃20 工艺对于避免粒贝很好，但不具有推广意义，主要是正火加热温度太低，对于随后渗碳变形不好解决。可能你们后续热处理温度低，变形没问题，但对于880℃以上渗碳淬火可就惨了。

cezjk

霜月 热处理高工:

早前看到一篇文献介绍:20CrMnTi钢齿轮锻坯采用不完全淬火,将硬度控制在208~251HB,使插齿表面粗糙度得到明显改善,同时提高了生产率.我们没有试验过,不完全淬火后是否需要回火.
这个问题提得好!我早在1963年,还是在上海第二汽车齿轮厂的时候,就试着用770度不完全淬火+回火.适当提高硬度和改善组织,对解放四/五档的齿套拉内孔花键的光洁度和减少渗碳淬火的变形.有明显提高.

cezjk

车床切削能加工的硬度比较宽一般在18(HB216)~45HRC都能加工.拉床拉削一般硬度在20HRC左右、插床加工硬度也在18~21HRC、滚床加工硬度一般在HB160~229、钻床能加工的硬度一般都在18~35HRC.铣床铣齿的硬度可以比滚齿高一点.

CEWY

解决拉床拉内花键问题,是可以采用不完全淬火+回火的办法.