提高20CrMoH齿轮渗碳淬火心部硬度

xhszck

请问20CrMoH材料制造齿轮（模数3.75，齿数25，有效硬化层深0.8-1.1）心部硬度能达到34HRC吗？我现在购买的石家庄钢铁公司材料，用快油(277HM)淬火，心部硬度只有33HRC，有什么好方法能提高心部硬度?

djh088

预备热处理是怎么做的

dzkyx1314

你这个齿轮齿厚是多少，分度圆直径这么大，芯部硬度也干不高的

hoopoe

wj518518

水性淬火液可以解决15253509853
淬火剂是由聚醚类高分子材料添加多种表面活性剂制成，由于其对水有逆溶性的特点，克服了水冷却速度快，易使工件开裂；油品冷却速度慢，淬火效果差且易燃等缺点。在热处理得到广泛应用，使用PAG淬火剂能有效改善工作环境，提高零件的淬火质量，降低生产成本，是一种成熟的热处理淬火介质。
THIF-502PAG淬火液产品图片
淬火剂原液        加热淬火剂至74℃逆溶点析出
常温下淬火剂的10%工作液        加热淬火剂至74℃逆溶点析出
产品原理
淬火液中的主要成份具有一定的逆溶性，工件加热入淬火槽时800-900度的高温使淬火液的主要成份析出，包裹在工件的表面，热量通过包在表面上的聚合物膜才能散入淬火液中，此时淬火液的冷却速度在高温区比水慢使工件不容易开裂（蒸汽膜阶段），淬火剂使用浓度越大，包膜就越厚，冷速就越慢；接着进入沸腾冷却阶段，随着温度的降低淬火剂又回溶到水里，包膜打破，冷速变快，对流冷却阶段因此，聚合物薄膜的存在可以减慢淬火冷却速度。包膜越厚，冷却速度越慢，包膜越薄，冷却速度越快。淬火工件表面的聚合物包膜可以通过改变THIF-502淬火液的浓度调节，淬火液的浓度越高，淬火时工件表面的聚合物包膜越厚，淬火时冷却速度越慢。淬火液的浓度越低，淬火时在工件表面形成的包膜越薄，淬火时冷却速度越快。因此可以通过改变浓度获得从水到油的任何冷却速度的淬火介质，来满足不同热处理的需要。从这种意义上讲，PAG淬火液不是一种固定的淬火液，而是可以根据需要配置成很多种淬火液的一类淬火介质。
主要特点
①淬硬层深及淬火层均匀，减少工件的淬火变形，避免淬裂和软点危险；
②该淬火剂具有良好的稳定性，淬火冷却速度随时间变化小；
③浓度易测易控，可以任何比例与水互溶，得到介于水和油之间的冷却速度；
④对工件、淬火槽、冷却循环系列有短期的防锈效果；
⑤生产环境清洁，淬火时清洁、环保；
⑥不易老化、变质，使用寿命长， 带出量少，使用成本低，综合经济性好；
⑦与油相比淬火剂的比热大（同水），干活量大。
技术指标
项目        技术指标
外观(原液)        无色至浅黄色透明液体
密度(25℃,g/cm3)        1.07
PH值        9.00-10.00
粘度(40℃，cst)        原液        280±20
水溶液(37.8℃，cst)        5%        1.17
10%        1.90
20%        4.31
30%        8.50
防锈性        ≥5%具有良好的防锈性
水溶性        74℃逆溶析出，74℃以下溶于水
冷却特性
采用符合ISO9950标准的IVF冷却速度测试仪测得30℃下不同浓度的THIF-502淬火剂的曲线如图所示:
淬火剂特性曲线图        淬火剂冷却过程曲线图
水性淬火液冷却特性曲线图        淬火液过程曲线
适用范围
该PAG淬火液可用于碳素钢、低合金钢、渗碳钢、弹簧钢、轴承钢等的淬火。
适用于开口式淬火槽、连续炉、淬火槽外设的多用炉作整体浸淬、感应加热淬火等。
该淬火液不适用于盐浴炉（溶入盐影响浓度）。
批量工件进行淬火时，注意工件间保持足够距离。
淬火液现场图
使用淬火液需注意的问题
浓度确定：
请参照水性淬火液使用浓度参考表，并注意以下几点：
表部分钢种适合的浓度表（参考值）
5%        10%        15%
30        T7        T7        40Mn2        40Mn2        GCr15SiMn
35        T8        T8        Gcr15        Gcr15        50CrVA
45        T10        T10        65Mn        65Mn        50Mn2
45b        T12        T12        60Si2Mn        60Si2Mn        50CrMn
50        40Mn        40Mn        40Mn2V        40Mn2V        50CrMnVA
30mn        40Cr        40Cr        GCr9SiMn        GCr9SiMn        40CrMoB
60        Gcr9        Gcr9        42SiMn        42SiMn        38CrMoAL
65        30CrMnTi        30CrMnTi        50Cr        50Cr        55SiMnVB
30Cr        35CrMo        35CrMo        40MnB        40MnB        -
-        42CrMo        42CrMo        -        -        -
-        Gcr6        Gcr6        -        -        -
-        40CrV        40CrV        -        -        -
渗碳淬火
15        20Cr        20CrMo        20CrMnMo        20CrMnMo        -
20        20GV        20Mn2        20crMnTi        20crMnTi        -
-        20CrNi        20CrNi        -        -        -
a.如果在表中没有找到您所需要钢种，则请参照相近碳含量的钢种来确定使用浓度。
b.形状不规则、壁厚、小的钢件适合选用高浓度，反之选择低浓度。 浓度控制：
浓度读数，如下图，手持式折光仪(糖度计)，小巧携带方便，大小跟铅笔盒差不多。 在热处理的现场可以用折光仪来监控浓度，简单的说用折光仪读数乘2.5即可得到浓 度值。
检测淬火液的浓度仪器-折光仪
淬火液用折光仪        折光仪读取淬火液的浓度
折光仪实物(长约20cm)        折光仪的读数
随着淬火液的长期使用，多少都会造成一定的污染，可能浓度通过折光仪读数就会不准确，一般来说都会偏高一些，这时请与我们工程师联系。
温度确定:
使用普通的温度计测温即可。  推荐淬火剂的使用温度最好在30-55℃，不要高于65℃。
温度控制
根据热处理的干活量，如果干活量太大，液温升高太快，就需要有冷却装置。是否需要上冷却系统，具体参考:"新建的淬火槽如何确定大小及冷却系统"，也可与我们工程师联系。
另外，为了发挥淬火液更好的使用效果保持淬火液冷却性能稳定，请将温度控制在一个比较窄的范围内，最好在淬火工件进出淬火液时不超过10度，如果淬火槽浓度偏小，淬火槽内淬火液的重量小于一次淬火工件干活量的10倍，温度升高从理论上说会超过10度，所以最好的淬火槽大小应该至少为一次干活量的10倍，即若一次出炉4t，刚淬火槽应该为40t以上。
搅拌
淬火液搅拌也是除温度和浓度改变冷速的另一个方面，在相同的温度及浓度范围内，搅拌越快，冷速越快。稳定均匀的流速，建议1mm/秒为好，有利于冷却效果。
淬火液的后期添加
由于工件从淬火槽提出时，多少都会带出淬火液，同时温度高也会蒸发水份，时间久了，淬火液的浓度就会有所变化。用户在使用时可一至二周用折光仪检测一下浓度，如浓度变低可适当补加原液，反之加水。淬火液的损耗量跟工件的大小，形状，及工件提出的温度有关，如工件表面积大，带出量就大；工件提出时温度高，如超过74℃，此时淬火液还没有回溶到水里，工件表面沾的原液就比较多，损耗量就会大些，这时就需要用户注意方法，以减少淬火液的损耗量，具体可与工程师联系。总之，只要使用得当，淬火液的添加量不会很多，百吨消耗量不大于50kg。
淬火液使用前淬火槽应该注意的问题
1.淬火槽应该以铁焊或水泥等为主，因淬火剂含防锈剂，所以不必涂装油漆，同时油漆易与淬火液发生化学反应。淬火剂显碱性，淬火槽附助设施如泵、管尽量避免使用铜、铝金属，水要用自来水和纯净水，其它腐水和污水禁用，注意不能混进雨水。
2.为了较好散热以及淬火液均匀和防止PAG逆溶集中，还要防止生菌，可安装搅拌系统。简单的可以用泵来回抽，有条件的话可围绕槽的四壁设盘管，盘管上开孔，流速注意不能太快，尤其是在低温区时，易变形和硬度不匀，建议1mm/秒为好，休息时用空压机打气，防止生菌。
溶液的保养
①适当的搅拌可延长使用寿命。
②如果长时间不干活，请两天开一次搅拌，见光，特别夏季，可加入苯甲酸钠。
③本品不冻，建议冬天使用前多滚动使其混合均匀。
④使用时不要混入油。一旦混入油，淬火液颜色变黑，不会影响冷却特性。可加入苯甲酸钠情况会有改观。
⑤夏天来到，天热变热，在使用淬火液时一定要注意经常搅拌，通风，经常检测浓度，不够随时补加（天热浓度较天冷浓度可低点）。不要混进油，不干活时定时沉淀，过滤。随时观察淬火液的颜色，有变化及时与公司联系，可定期3个月-6个月寄些样品回我公司免费检测。
是否可以与其它品牌的淬火液混合使用
请与我们的工程师联系，通过确定之前使用的淬火液的情况，确定最终的结果。

热处理老马

应用无机淬火介质做渗碳钢淬火，表面硬度高，心部硬度梯度平缓，抗疲劳强度高，可以达到标准以上。用油等有机介质（浓度低了易开裂，浓度高了淬不硬）做不到。

dzkyx1314

xhszck 发表于 2022-4-19 14:34
锻件正火处理，齿厚29。爱协林多用炉渗碳淬火。

这个齿厚和这个分度圆直径，快油干到33HRC，也基本符合现状，等于就这一套流程下来，就是这个结果；现在要么就是商讨技术标准，要么就是换冷却介质。

chl937

尺寸太厚，比较难达到要求。

T透的水滴

和钢材厂家协商订购符合你的技术要求的材料，这样一劳永逸

察哈尔汗

不换淬火介质的话，只能在提淬火时的工件温度、提高介质搅拌速度、调整介质温度方面测试了，不过效果不一定能保证每次达标。

shihuan211152

你可以尝试下：淬火温度调到880℃，油搅拌速度设定最大，装炉量考虑减少

xhszck

是的，用20MnCr5材料制造，能达到心部硬度合格。

352834643@qq.co

最好是控制材料的淬透性，要求J5大于38就好控制了，材料如果没法改了，那么就只有加淬火温度，降油温，工件散放，加搅拌速度，但是这些因素不稳定。

T透的水滴

shihuan211152 发表于 2022-4-22 16:40
你可以尝试下：淬火温度调到880℃，油搅拌速度设定最大，装炉量考虑减少

必须考虑工件变形问题。做产品要综合考虑

shihuan211152

T透的水滴 发表于 2022-4-25 17:19
必须考虑工件变形问题。做产品要综合考虑

齿轮倒也还好不会是薄壁类产品，变形不会影响太大，也可以通过增加留磨量来解决，如果是薄壁件就没必要折腾了
1HRC 可以考虑折腾折腾，极限工艺只是测试这批材料的芯部硬度现有生产条件下的极限值，也为后续改进方向提供数据支撑，可行性和稳定性需要综合考虑

gaoxiwen

设计不行，后面就是比较麻烦。

412104999

我们的工件厚度70左右硬度只能达到25-30咋回事

申兴一

个人认为可以通过以下方法
1、减少渗碳降温后的保温时间。
2、提高淬火温度。
3、使用超快油淬火。
4、多次回火。

xhszck

现在送到江苏热处理厂协作，样件心部硬度（齿根圆直径，齿的中部）已达到36-38HRC，变形正常，内花键棒间距收缩0.04-0.06，外齿精度正常。主要是用大件淬火的超快油淬火。

gaoxiwen

察哈尔汗 发表于 2022-4-22 16:21
不换淬火介质的话，只能在提淬火时的工件温度、提高介质搅拌速度、调整介质温度方面测试了，不过效果不一定 ...

油一般不是轻易能换的