关于渗碳的一些问题

阿虎

我们公司一直在做一种螺母，材料是1215，技术要求为：渗碳硬化层为0.35～0.60，表面硬度为0.05mm处HRA79～82，最近出现两批硬度偏高的螺母（分开渗碳），硬度达到HRA83～85之间。我们在振动去毛刺后发现一部分螺母未倒角端面出现剥落出现。我们做了组织分析，回火马氏体+残奥为四级，合格，渗碳层为0.50mm。表面碳浓度因条件有限未能检测。现我想请大家分析讨论以下问题：1、硬度偏高一定就会出现剥落吗？为什么只出现一部分? 原因是什么？ 2、现在的渗碳标准有没有规定表面维氏硬度上限与下限？表面维氏硬度能不能与洛氏硬度直接转换?  3、有没有这种说法：维氏硬度在770～780之间和工件的配合最好，最耐磨?    我们的螺母是与滚珠丝杆配合使用的，丝杆是表面淬火，材料是GCr15，表面硬度HRC58~62之间
         以下是我们做的渗碳硬度梯度：
                             3#   距表面（mm）： 硬度（HV0.1）      1#  距表面（mm）： 硬度（HV0.1）
                                  0.02                              840                       0.01                        715
                                                           0.07                              810                       0.06                        752
                                                           0.12                              787                       0.11                        787
                                                           0.17                              813                       0.16                        738
                                                           0.22                              771                       0.21                        693        
                                                           0.27                              708                       0.26                        764
                                                           0.32                              719                       0.31                        681
                                                           0.37                              715                       0.36                        634
                                                           0.42                               623                      0.41                        649
                                                           0.47                               572                      0.46                        602
                                                           0.52                               573                      0.51                        580
                                                           0.57                               444                      0.56                        501
                                                           0.62                               364                      0.61                        397
   其中 1#样为有剥落的     3#样为外观完好的

阿虎

因右上角有广告，我没办法把硬度梯度对齐，造成不便请大家谅解！谢谢大家了

温庆远

既然点名我说两句，1工件的含碳量越高它的脆性越大，越容易剥落：2魏氏硬度和洛氏硬度没有直接换算关系，但是有近似对照表；3丝杠和螺母配合总是有一个易损件，这个易损件应当选择螺母，因为螺母容易加工，成本低，易更换，表面硬度可以比丝杠硬度低Hrc1-2为宜。本命题已出超出热处理范畴如有不当之处请批评指正。

阿虎

温庆远 发表于 2011-10-26 13:26
既然点名我说两句，1工件的含碳量越高它的脆性越大，越容易剥落：2魏氏硬度和洛氏硬度没有直接换算关系，但 ...

谢谢温老的指点，不过我的顶头上司是机械加工出身的，他可不这么认为呀！现在我很难做，因为知识的积累有限，拿不出有效的东西出来反驳，且有名言“一，领导永远是对的   二，当领导错了的时候请参考第一条” 我感觉自己快成一个傀儡了！

xiulirong

连续两批出现硬度偏高现象，可能与渗碳介质与渗碳温度有关，只出现一部分，是因为批量渗碳，炉温有偏差，渗碳质量不可能一样。出现这种情况，可适当提高回火温度，降低工件的表面硬度，充分回火。
1、硬度偏高一定就会出现剥落吗？为什么只出现一部分? 原因是什么？
硬度偏高，可能与碳浓度较高，或回火不充分有关，尖角处容易出现掉角；只出现一部分，工件的渗碳质量不一样
2、现在的渗碳标准有没有规定表面维氏硬度上限与下限？表面维氏硬度能不能与洛氏硬度直接转换?  
渗碳的维氏硬度都是根据技术要求决定，没发现有标准规定上下限，维氏硬度可以直接转换洛氏硬度，只是维氏硬度相对较高，我认为表面维氏在710~780比较合适。
3、有没有这种说法：维氏硬度在770～780之间和工件的配合最好，最耐磨?    我们的螺母是与滚珠丝杆配合使用的，丝杆是表面淬火，材料是GCr15，表面硬度HRC58~62之间
我们是偶件配合，技术要求是一样的，实际感觉渗碳件硬度低1~2HRC较合适，配合较好，不知是否适合你们的产品。
个人意见，仅供参考

阿虎

xiulirong 发表于 2011-10-26 13:42
连续两批出现硬度偏高现象，可能与渗碳介质与渗碳温度有关，只出现一部分，是因为批量渗碳，炉温有偏差，渗 ...

感谢这位前辈的指点，我个人观点也是这样，至于工件使用配合，我们领导的意思是螺母硬度比丝杆低点。这一批螺母尖角脱落，外协方不认账了，意思是说我们振毛刺了，出现脱落是我们加工的问题，我们只能打掉牙齿往肚子里吞了

申兴一

我认为楼主的产品只是适合浅层的渗碳，而且渗碳扩散时间比例要大一点，那样经久耐用。如果梯度不明显或者表面碳浓度过高容易出现剥落。

阿虎

申兴一 发表于 2011-10-26 16:37
我认为楼主的产品只是适合浅层的渗碳，而且渗碳扩散时间比例要大一点，那样经久耐用。如果梯度不明显或者表 ...

申工是不是认为我公司的渗碳层深偏深了呢？

周建国

为什么出现剥落？感觉和你的螺母没有进行倒角有关，没有进行倒角处理，那么会出现局部的渗碳浓度过高并且出现网状类的碳化物，浓度梯度也会趋于陡直。而没有倒角在局部碳浓度异常的地方，在淬火时就会出现淬火应力的集中，最终带来剥落的的异常现象！

ZX771

阿虎 发表于 2011-10-26 11:57
因右上角有广告，我没办法把硬度梯度对齐，照成不便请大家谅解！谢谢大家了

        我认为你的丝杠副发生剥落，从表相上反应硬度就不合格，技术要求在79～82HRA范围，采用《GB/T1172-1999黑色金属硬度及强度换算值》对照硬度值为56～61.5HRC，与GCr15丝杠的58～62HRC合理相配。如今硬度达到83～85HRA（对照值63.5~67HRC）之间,疑似未经回火或未能有效回火状态，真如此的话经震动抛光造成边角崩裂也不足为怪了。
    这里使用的美标1215钢材属低碳易切削的碳素钢，不知你那里采用什么介质冷却？非合金钢难得到这么高硬度，材料会不会有问题可以考虑。但是最终的硬度范围确实是需要把好关的。

阿虎

ZX771 发表于 2011-10-26 21:42
我认为你的丝杠副发生剥落，从表相上反应硬度就不合格，技术要求在79～82HRA范围，采用《GB/T117 ...

材料一直是同一批次的，以前硬度做得很好的，就是这一批特别高，我们的产品是外协的，我们不清楚他们用什么淬火介质，有一次我听他们说过，好像是用快速淬火油吧！至于硬度高，我觉得可能是渗碳气氛太高所致，不过由于条件有限，螺母的表面碳浓度没能检测

阿虎

周建国 发表于 2011-10-26 18:14
为什么出现剥落？感觉和你的螺母没有进行倒角有关，没有进行倒角处理，那么会出现局部的渗碳浓度过高并且出 ...

金想组织没有问题，所以这也是我疑惑的地方，硬度梯度感觉也不错，发生脱落可能是硬度偏高脆性增大

wanggong

温老言之有理!(字数不够?我还有图片呢!)

阿虎

wanggong 发表于 2011-10-27 09:22
温老言之有理!(字数不够?我还有图片呢!)

王工您好，为什么那个840HV0.1（3#样）的硬度高反而不脱落呢？而那个715HV0.1（1#样）的脱落，在测表面HRA硬度时，1#样的硬度比3#样要高1～1.5个HRA呢？这事另我很费解

wanggong

这张图更符合常情:红色表示警示出了问题,绿色表示正常!
1#样表面硬度虽低,但在0.05-0.26MM之间硬度有两次"抬头"现象明显,依常理推断也是不合情理,确实费解.原材不均匀?材料问题?

阿虎

wanggong 发表于 2011-10-27 09:56
这张图更符合常情:红色表示警示出了问题,绿色表示正常!
1#样表面硬度虽低,但在0.05-0.26MM之间硬度有两次 ...

一直都是同一批材料，只是这一炉出现这个问题，是不是由于回火温度与时间不成比例，导致表面硬度偏低，而心部却不受到影响？

ssssdddd

        既然点名我说两句，1硬度偏高脆性大(成正比例) 硬碰硬 接触面积少 易爆开 没有倒角爆开就此情况  另外设汁中都考虑到 难加工件与易加工件配合中 易加工件先坏因素 所以螺母硬度要低于螺杆1-2个值.保证 螺杆使用寿命.   2硬度目前无上下限  布氏  洛氏 维氏 肖氏硬度互换可参照《GB/T1172-1999黑色金属硬度及强度换算值》3维氏硬度在770～780之间和工件的配合最好，配合好坏与加工精度有关,

阿虎

ssssdddd 发表于 2011-10-27 10:40
既然点名我说两句，1硬度偏高脆性大(成正比例) 硬碰硬 接触面积少 易爆开 没有倒角爆开就此情况  另 ...

同意这位高工的见解，看来我们这个螺母渗碳为了避免以后再出现这种情况，应该倒角后再进行渗碳了，不过以前都没出现过的，最可能的情况还是硬度高脆性大，您觉得呢？

温庆远

螺母倒角在机械加工中是必须的，而不倒角是不允许的（除非极特殊情况例外）。

阿虎

温庆远 发表于 2011-10-27 11:29
螺母倒角在机械加工中是必须的，而不倒角是不允许的（除非极特殊情况例外）。

是呀，我也不清楚为什么不倒角，给我热处理质量带来隐患