热处理缺陷 之变形开裂（随谈）

霜月

齿轮碳氮共渗淬火处理后的变形与齿轮的结构、尺寸有比较大的关系，比如我们有一类带键槽的齿轮，其公法线变动量能控制在0.10mm以内就已经很不容易了，一般情况下都在0.15~0.20mm之间；另外控制齿轮变形本身就是一项系统工程，楼上的朋友如果要将国产20CrMnTi齿轮公法线变动量控制在0.02mm以内，我感觉很难。

热火

61# 霜月
嗯 是这样的 可以说几乎方案都试了，还是达不到。霜月工程师不知道您有什么高见没有？还望不吝赐教。

霜月

62# 热火
齿轮变形也是让我很头痛的问题，高见真的没有，一起探讨吧。
不知你现在的碳氮共渗温度有多高，具体的工艺过程？是否预热后入炉？
如果你的齿轮比较小的话，在能保证心部硬度的情况下最好选用20CrMnTiH1材料，如果对心部组织没有特别的要求，可以将淬火温度降低到800~810℃，淬火油温度控制在130~150℃，对齿轮的装放方式也要注意，保证装出炉时晃动最小，最好经过试验来确定。

所以因为

我对齿轮热处理并不熟悉，不过我觉得霜月专家在61楼所说的是很有道理的，控制产品变形（特别对于高精度的产品）是一个系统工程，所经过的每道工序细节都应该十分注意，包括对原材料的质量控制。
希望“热火”先生对霜月专家在63楼提出的工艺问题作一答复，共同学习探讨。
论坛上对齿轮热处理熟悉的朋友是否也可支招？感谢！

LCW

直径D200，长度3000的45#钢水淬火时常表现出来的主要是热应力，因此开裂不会从表面开始，因为表面是压应力，而心部存在较大的拉应力，因此淬火时，如果材料质量比较差，起裂通常从心部开始，而不是从表面。像这种材料，在淬火装炉前，最好进行超声波探伤，掌握材料的内在缺陷情况，便于在处理时采取措施及向客户通报材料的原始状况。

所以因为

大家就下面的问题，可以谈谈各自的看法：
昨天香港苏氏热处理的老总苏治光先生（他也是论坛会员）给我来一个电话，和我交流了这样一个问题，材料Gr15的模具，有效厚度200mm，形状很简单是块状。要求硬度能达到50~55HRc。
他现在用普通淬火油和快速淬火油冷却；用普通淬火油冷却，硬度在42HRc左右，但也有低于这个硬度的；用快速淬火油冷却可以达到50HRc左右，但同样也有低于这个硬度的。也就是说，一个主要的问题是，硬度是不均匀的。
他和我探讨的问题是，采用怎样的冷却介质，硬度能达到且均匀而工件不产生开裂的现象？

热火

64# 所以因为
嗯 用的氮碳共渗温度是860摄氏度 没有预热处理 淬火温度降到810摄氏度 油温在90摄氏度 用了快油冷却 搅拌速度低速

花神

大家就下面的问题，可以谈谈各自的看法：
昨天香港苏氏热处理的老总苏治光先生（他也是论坛会员）给我来一个电话，和我交流了这样一个问题，材料Gr15的模具，有效厚度200mm，形状很简单是块状。要求硬度能达到50~55 ...
所以因为 发表于 2009-12-13 20:41

可以温度低一点水淬油冷，硬度可以达到，甚至更高。关键是要计算好水中冷却时间和加热温度

会绑饼子

大家就下面的问题，可以谈谈各自的看法：
昨天香港苏氏热处理的老总苏治光先生（他也是论坛会员）给我来一个电话，和我交流了这样一个问题，材料Gr15的模具，有效厚度200mm，形状很简单是块状。要求硬度能达到50~55 ...
所以因为 发表于 2009-12-13 20:41

我们常用这个材料做冷、热作模具，热作模具好说，硬度一般40-44、44-48、48-52，一般油冷就够了。但冷作模具最低要求55，高的要求60-62，淬硬层要求大于5mm，所以我们要求有效壁厚（工作部分）大于40mm的要求水淬油冷（800-820作调整）效果还是不错的。请苏先生试试。

所以因为

64# 所以因为
嗯 用的氮碳共渗温度是860摄氏度 没有预热处理 淬火温度降到810摄氏度 油温在90摄氏度 用了快油冷却 搅拌速度低速
热火 发表于 2009-12-13 21:37

不知霜月专家认为高精度的齿轮碳氮共渗温度多少是比较合适的？
从您所说的情况看，有二点不一样：没有预热处理、油温也低了~~这对高精度的齿轮变形来说，都是不利的。

lxh510125

降低齿轮碳氮共渗温度虽能减小齿轮变形，但是有限度的。还要考虑生产效率。国外通常是采用热后机加的方式来保证（比如硬滚、磨齿等）。

所以因为

降低齿轮碳氮共渗温度虽能减小齿轮变形，但是有限度的。还要考虑生产效率。国外通常是采用热后机加的方式来保证（比如硬滚、磨齿等）。
lxh510125 发表于 2009-12-14 10:42

有许多变形的问题如果单纯地依靠热处理，解决起来确实有一定的难度，也需要通过机加的方式来保证，所谓的“冷”“热”配合；我们热处理的责任是从自己的角度出发，怎样做的最好！
对高精度的齿轮用机加的方式来保证，我们国内是否可以做到？

所以因为

根据耿工在55楼及楼上几位朋友提供的试验结果，Gr15的模具因为形状比较简单，建议苏先生可用下面二种介质作一试验：
1.食盐水溶液：常用5%~15%的NaCl溶液，优点是可增加650~550℃范围内的冷却，且基本上不改变300~200℃时的冷却能力，可避免淬火软点，使硬度均匀，是工厂中最常用之淬火介质。
2.碱水溶液：常用5%~15%的NaOH水溶液，优点是可增加650~550℃范围内的冷速，基本不改变300~200℃的冷却能力，缺点是腐蚀性大，化学稳定性差，易变质。

风来疏竹

下帖所说的严重变形的问题，主要是二个原因引起的：
1.38CrMoAl的棒料,Φ85*2000mm，冷却介质是水。（这个容易理解，是不应该犯的低级错误）
2.棒料未经粗车就进行热处理。（为什么棒料未经粗车容易变形？大家可以说说）
http://www.rclbbs.com/viewthread.php?tid=50781&extra=page%3D1

所以因为

为什么棒料未经粗车容易变形？（其实还容易发生裂纹）
有些问题对了解者可能是简单的，对不知者可能还想不明白；我在论坛看到过一些这样的案例，就是棒料粗车和未经粗车发生的二种完全不同的现象（开裂和未开裂），这说明我们一些做热处理的朋友也有不明白的或者是说对这一问题是容易忽略的！
这个问题对许多机械设计人员来说，应该不明白的占大多数，我们热处理人有必要提醒他们一下，在安排工艺流程时应该注意这个细节。

sw33

对存在尖角、厚薄悬殊、二等台的45#零件一般采用等温淬火。

霜月

70# 所以因为
碳氮共渗温度可依据齿轮所用材料以及渗层厚度来定，20CrMnTi钢采用860℃的比较多，也有用830℃或840℃的，但渗层一般较浅；CrNi钢可采用820℃碳氮共渗再降温到790℃淬火。

热火

77# 霜月
你好 霜月工程师。
830-840碳氮共渗其渗层一般在什么范围？0.3左右吗？这样的温度再加上合适冷却参数其变形量应该比较小了，会在多少？

所以因为

我今天刚看到一条短消息，会员chenliu询问“真空炉体一个比较复杂的炉体，壁厚是不同的：上下板是30mm，圆筒壁厚10mm，外层水套厚4mm。在400℃做去应力热处理时会产生变形和裂纹吗？”
有一个讯息不全之处，他没有说是什么材料。不知道大家是怎样认为的？

dhzhou888

对于变形量要求高的工件，在精磨前要进行550～600℃回火以消除机械加工应力。这一方法适用于任何氮化工艺，不能等闲视之。