连续炉渗碳产品有效硬化层对周期时间的敏感度

孤鸿踏雪

    近期单排连续渗碳炉做产品，对有效硬化层深度要求在0.90~1.20mm范围的产品，设计周期为36min，产品实测（剖件检测）有效硬化层深度在1.10mm左右，后来切换成1.20~1.40mm的产品，周期设定为42min，实测（剖件检测）有效硬化层深度在1.30mm左右；后来，产品再次切换成1.40~1.70mm系列，周期时间增加到50min，经剖件检测发现：
    剖件1：材料20CrMnMoH，模数为m=10.3的盆角齿（螺旋锥齿），实测CHD=1.33~1.36mm；
    剖件2：材料20CrMnTi，模数为m=6的圆柱齿轮，实测CHD=1.30mm。
    以上两个剖件为同一盘。
    为什么在其它参数（各区温度、碳势、淬火条件）均未改变的情况下，推盘运行周期时间由42min增加至50min，产品渗碳层深度/有效硬化层深度纹丝不动？

hy0808hy

不同批次材料?炉温或者碳势发生了变化?

kop123

正常情况下，渗碳深度与时间的平方根成正比。如果渗碳时间延长，但是渗碳深度不发生变化。有可能的原因是：
1.连续渗碳炉的密封性有问题；
2.渗碳炉中的碳势或温度显示不准确；
3.渗碳层深度检查不准确。

孤鸿踏雪

kop123 发表于 2012-3-8 11:52
正常情况下，渗碳深度与时间的平方根成正比。如果渗碳时间延长，但是渗碳深度不发生变化。有可能的原因是： ...

    根据目前对各种产品的检测情况并进行综合分析判断，你说的三种可能，均不成为其原因。

gaoxiwen

大批量产品建议还是做个数据库，
应该很快，傻瓜似的找出结果。
热处理第一境界：一般技师那样，拿到东西就做，做了就错，错了再做，做了再错
热处理第二境界：一般工程师那样，拿到东西就做，做了就错，错了再做，几次合格
热处理第三境界：一般工程师那样，拿到东西查资料，查数据很快出结果
热处理第四境界：建立大型动态数据库，编程各种曲线，产品很快出结果
热处理最高境界：营造一个(生产、技术、质量)三权完全分离的环境，相互监督；建立大型动态数据库，编程各种曲线，产品性能稳定，新产品用最短的时间搞出来

aaron01

杨工，你只考虑了渗碳，没有考虑冷却时的尺寸效应吧，
同样的碳浓度曲线，不同截面厚度、不同淬透性的零件，肯定得到不同的硬度分布曲线哦。

孤鸿踏雪

aaron01 发表于 2012-3-8 17:42
杨工，你只考虑了渗碳，没有考虑冷却时的尺寸效应吧，
同样的碳浓度曲线，不同截面厚度、不同淬透性的零件 ...

   产品的结构形貌、几何尺寸（齿轮模数）没有什么差异，只不过是不同顾客对渗层/有效硬化层深度的要求不同而已。用于剖检的热前废件也没什么区别。

孙家见

孤鸿踏雪前辈：我公司也在做和贵单位技术要求类似的产品，开始也遇到您描述的情况。在下班门弄斧说两句：
1、渗碳后期的速度递加是非常缓慢的。以周期炉来说920℃渗碳，第一个小时可以渗0.3mm，第六个小时只有0.05mm，不知道您的连续炉用的多少温度？強渗区有几个工位？
2、就算同一工艺做1.2mm左右的产品散差在0.05-0.10mm，也属正常。所以推盘运行周期时间由42min增加至50min，产品渗碳层深度/有效硬化层深度纹丝不动。如果多做几组数据比较，应该还是有差距。

trainman

个人以为材料没问题的情况下，问题出在冷速上。不同的油品对不同的材料有一个最大有效硬化层极限值，虽然你材料没变产品形状相近渗碳时间延长，但也许你的冷却速度不变，而1.4mm已是接近临界硬化层极限，此时略改时间对有效硬化层变化并不明显，除非你进一步延长时间（效果不一定明显），提高淬火温度，但最好是加快冷却速度（换油，调油温获加快搅拌）。班门弄斧，见笑了。

霜月

楼主剖检的几个产品，心部硬度有差异吗？

孤鸿踏雪

霜月 发表于 2012-3-8 20:35
楼主剖检的几个产品，心部硬度有差异吗？

    芯部硬度差异不大。据汇源齿轮有限公司范工讲，他们的产品原来在双排连续炉生产时也出现过这种情况，基本上在55分钟以下时增加的时间似乎被“蒸发”了；而且，他还尝试在这个周期内将各区碳势都适当向上做些调整，也无济于事。但当周期时间增加至57分钟后，有效硬化层就明显有所增加。

耿建亭

gaoxiwen 发表于 2012-3-8 17:30  大批量产品建议还是做个数据库，  应该很快，傻瓜似的找出结果。  热处理第一境界：一般技师那样，拿到东西 ...

原来技师和工程师的区别是这样的啊。
好像技师是碰运气，工程师是试试手气。
个人意见，不足为凭。

耿建亭

或许渗碳前采用脱脂预氧化，能够加快一点渗速。
看样子渗碳和打仗一样，渗入敌方阵地越深，越难以推进。
我最初的想法也是加大碳势，提高碳浓度梯度，看样子徒劳无功。
如果条件允许，提高强渗区的温度或许可以，不知道残奥和马氏体级别会不会超。或者加少许氨催渗，又怕在如此高的温度起不了多大的作用。
啰嗦半天，说了和没有说一样，权当捧场了。
个人意见，不足为凭。

gaoxiwen

耿建亭 发表于 2012-3-9 10:26
原来技师和工程师的区别是这样的啊。
好像技师是碰运气，工程师是试试手气。
个人意见，不足为凭。

你就看出这个？？？
真正的工程师其实要求是非常高的

LHH1362

孤鸿踏雪 发表于 2012-3-8 15:52
根据目前对各种产品的检测情况并进行综合分析判断，你说的三种可能，均不成为其原因。

杨工:你所说单排连续炉是不是5个区，料盘区分53653？

耿建亭

gaoxiwen 发表于 2012-3-9 10:41  你就看出这个？？？  真正的工程师其实要求是非常高的

谢谢，知道了，真正的工程师要求很高。
那真正的技师还是在碰运气？
呵呵呵，占有杨工宝贵的地方，咱俩在抬杠。罪过啊，阿弥陀佛。

孤鸿踏雪

耿建亭 发表于 2012-3-9 10:41
或许渗碳前采用脱脂预氧化，能够加快一点渗速。
看样子渗碳和打仗一样，渗入敌方阵地越深，越难以推进。
...

     渗碳前的脱脂和预氧化是必然的。
     
     “看样子渗碳和打仗一样，渗入敌方阵地越深，越难以推进”，赞同！

孤鸿踏雪

LHH1362 发表于 2012-3-9 10:43
杨工:你所说单排连续炉是不是5个区，料盘区分53653？

    是的，我们连续推盘炉主炉的料盘分布是4-4-5-4-4。

mlyse

8楼说的很有道理。越到后面，渗碳的浓度梯度越小，碳传递系数也没表面那么好。每炉的情况都不会完全一致，我们做的差个一两丝都算正常。

tuisi-xingsan

20CrMnMoH本身就应该比20CrMnTi淬透性好，打有效硬化层深的话1.3，退火后金相法看层深，必然是Ti的层深浅，所以，该问题关键就是材料淬透性的影响，按道理说，在单排炉，其他因素都不动的话，周期由36→42→50，层深增量△0.20-0.25