热处理检验方法和规范

热处理检验方法和规范热处理检验方法和规范 金属零件的内在质量主要取决于材料和热处理 因热处理为特种工艺所赋 予产品的质量特性往往又室补直观的内在质量 属于 内科 范畴 往往需要 通过特殊的仪器 如 各种硬度计 金相显微镜 各种力学性能机 进行检测 在 GB T19000 ISO9000 系列标准中 要求对机械产品零部件在整个热处理 过程中一切影响因素实施全面控制 反映原材料及热处理过程控制 质量检验 及热处理作业条件 包括生产与检验设备 技术 管理 操作人员素质及管理 水平 等各方面均要求控制 才能确保热处理质量 为此 为了提高我公司热 处理产品质量 遵循热处理相关标准 按零件图纸要求严格执行 特制定本规 范 一 使用范围 一 使用范围 本规范适用于零件加工部所有热处理加工零件 二 硬度检验二 硬度检验 通常是根据金属零件工作时所承受的载荷 计算出金属零件上的应力分布 考 虑安全系数 提出对材料的强度要求 以强度要求 以强度与硬度的对应关系 确定零件热处理后应具有大硬度值 为此 硬度时金属零件热处理最重要的 质量检验指标 不少零件还时唯一的技术要求 1 常用硬度检验方法的标准如下 GB230 金属洛氏硬度试验方法 GB231 金属布氏硬度试验方法 GB1818 金属表面洛氏硬度试验方法 GB4340 金属维氏硬度试验方 法 GB4342 金属显微维氏硬度试验方法 GB5030 金属小负荷维氏试验 方法 2 待检件选取与检验原则如下 为保证零件热处理后达到其图纸技术 或工艺 要求 待检件选取应有代表性 通常从热处理后的零件中选取 能反映零件的工作部位或零件的工作部位硬 度的其他部位 对每一个待检件的正时试验点数一般应不少于 3 个点 通常连续式加热炉 如网带炉 应在连续生产的网带淬火入回火炉前 回火后 入料框前的网带上抽检 3 5 件 时 且及时作检验记录 同时 若发现硬度超差 应及时作检验记录 同时 若发现硬度越差 应及时 进行工艺参数调整 且将前 1 小时段的零件进行隔离处理 如返工 检 通常期式加炉 如井式炉 箱式炉 应在淬火后 回火后均从料框的上 中 下部位抽检 6 9 件 炉 且及时作检验记录 同时 若发现硬度超差 应及时进行工艺参数调整 且将该炉次的零件进行隔 离处理 如返工 逐检 通常感应淬火工艺及感应器与零件间隙精度调整 经首件 或批 感应淬火合 格后方可生产 且及时作检验记录 3 硬度测量方法 3 1 各种硬度测量的试验条件 见下表 1 试验类别硬度范围 压头要求 mm 预载 荷 N 总载荷 N 保荷时间 S 10mm 钢球 29421 5mm 钢球 7355 140 450HB 要求 P 30D2 2 5mm 钢球 1839 10mm 钢球 9807 5mm 钢球 2452 布氏硬度 P 总载荷 N D 钢球压头直 径 mm 4 140HB 要求 P 10D2 2 5mm 钢球 无 613 10 15 70 85HBA 120 金刚石圆锥 体 588 30 100HRB 1 588mm 钢球 980洛氏硬度 20 67HBC 120 金刚石圆锥 体 98 1471 10 70 94HR15N147 1 42 86HR30N294 2表面洛氏硬度 20 78HR45N 120 金刚石圆锥 体 29 4 441 3 10 常规维氏硬度 P 总载荷 P 分为 5 10 2 0 30 50 100 k g 小负荷维氏硬度 P 总载荷 P 总载荷分为 0 2 0 3 0 5 1 2 2 5 3 kg 显微维氏硬度 P 总载荷 14 1000HV 136 金刚石四方 角锥体 无 P 总载荷分为 0 01 0 02 0 05 0 1 0 2 0 5 1 k 10 g 3 2 测量硬化层深度不同的零件表面硬度时 硬度试验方法与试验力的一般选择 见表 2 表面硬度测量方法 有效硬化层深度 采用标准实验力 N 0 1GB4342 GB5030 9 807 0 1 0 2GB4340 GB50309 807 49 03 GB4340 49 03 98 07 0 2 0 4 GB1818 15N 或 30N 标尺 147 1 或 294 2 GB4340 98 07 294 2 0 4 0 6 GB230 A 标尺 588 4 0 6 0 8GB230 A 或 C 标尺 588 4 或 1471 0 0 8GB230 C 标尺 1471 0 备注 1 零件图纸硬度标注与实际硬度试验方法相对应 零件图纸硬度标注与实际硬度试验方法相对应 2 硬度测量时 若载圆柱面或球面上测量应按各自标准的规定进行硬度值修约 3 3 经不同热处理工艺处理后的表面硬度测量方法及其选择 见小表 3 热处理类别表面硬度测量方法选用原则 铸件与锻件GB231 正火与退火GBG230 GB231 GB4340 一般按 GB231 测量 淬火回火件 GBG230 GB231 GB4340 GB4341 GB T13321 一般按 GB230 C 标尺 测量 调质件可 采用 GB231 小件 薄件按 GB4340 GB 4341 测量 感应淬火件 渗碳与碳氮共渗件 GBG230 GB1818 GB4340 GB4341 GB T 13321 GB5350 一般按 GB230 C 标尺 测量 硬化层较 浅时可采用 GB1818 GB4340 GB5350 渗氮件 GB1818 GB4340 GB4341 GB4342 GB T 13321 GB5350 一般按 GB4340 或 GB5350 测量 渗 氮层大于 0 3mm 时可用 GB1818 化 合物层硬度按 GB4342 氮碳共渗 软氮化 GB1818 GB4340 GB4342 GB5350一般按 GB4342 或 GB5350 测量 备注 1 零件心部或基体硬度 一般按 GB230 GB231 或 GB4340 的试验方 法测量 2 若确定的硬度试验方法有几种试验力可供选择时 应选用试验条件允许的 最大试验力 4 检验设备与人员 4 1 所有硬度计及标准硬度试块均应在计量部门检定的有效期内使用 不允许在 无检定合格证书或超过检定的有效期使用 4 2 应设立专职检验人员 且经正规培训与考核 具有正式的资格证书 生产线 的操作人员检验 应经一定培训 在专职检验人员的认可或指导下进行 5 测量数据的表示与记录 5 1 硬度值的表示应按相应国家标准硬度试 检 验方法的规定 一般以硬度范 围法表示 标出上 下限值 如 60 65HRC 特殊情况液可以只标下限值或上 限值 应用不小于或不大于表示 如不大于 229HBS 若记录换算硬度值时 应在换算值后面加括号注明实测值 如 48 5HRC 75 0HRA 若记录硬 度平均值时 应在硬度值平均值后米那加括号注明计算平均值所用的各测点硬 度值 如 64 0HRC 63 5HRC 64 0HRC 64 5HRC 5 2 检验报告记录 包括零件名称 材料 检验数量 检验结果及检验人员与日 期 三 金相试验三 金相试验 金相分析时用金相显微镜观察金属内部的组成相及组织组成物的内型以及它们 的相对量 大小 形态及分布等特征 材料的性能取决于内部的组织形态 而 组织又取决于化学成分及加工工艺 热处理时改变组织的主要工艺手段 因此 金相分析是材料及热处理质量检验与控制的重要方法 1 通常金相检验方法的标准如下 GB T11354 1989 钢铁零件 渗氮层深度测测定和金相组织检验 GB T9450 1988 钢铁渗碳淬火有效硬化层深度的测定与校核 GB T9451 1988 钢件薄表面总硬化层深度或有效硬化层深度的测定 GB T5617 1985 钢的感应淬火或火焰火后有效硬化层深度的参定 JB T9204 1999 钢件感应淬火金相检验 JB T9211 1999 中碳钢与中碳合金结合钢马氏体等级 JB T7710 1995 薄层碳氮共渗或薄层渗碳显微组织检验 GB T13298 1991 金相显微组织检验方法 GB T13299 1991 钢的显微组织评定方法 GB6394 86 金属平均晶粒度测定法 NJ309 83 内燃机连杆螺栓金相检验标准 NJ326 84 内燃机活塞销 金相检验标准 2 金相试样的选取与检验步骤 2 1 金相试样的选取 2 1 1 纵向取样 纵向取样是指沿着刚材的锻扎方向进行取样 主要检验内容为 非金属夹杂物 的变形程度 晶粒畸变程度 碳化物网 变形后的各种组织形貌 热处理的全 面情况等 2 1 2 横向取样 横向取样指垂直于钢材的锻扎方向进行取样 主要检验内容为 金属材料从表 层到中心的组织 显微组织状态 晶粒度级别 碳化物网 表面缺陷深度 氧 化层深度 腐蚀层深度 表面化学热处理及镀层厚度等 2 1 3 缺陷或失效分析取样 截取缺陷分析的试样 应包括零件的缺陷部分在内 或在缺陷部分附近的正常 部位取样进行比较 为此 通常检验零件的最重要项目为表层显微组织观察和硬化层深度测定 应 横向取样 但紧固体的螺纹部分的渗层检验需要纵向取样 2 2 金相检验步骤 选样 金相切割机 或线切割机 取样 镶嵌机加热镶嵌 磨抛机磨光 抛光 化学腐蚀 通常用 4 硝酸酒精溶液 金相观察 硬化层深度 或显微硬度 测定 出具检验报告 2 3 取样数量 通常连续式加热炉 如网带炉 1 件 4 小时 通常周期式加热炉 如井式炉 箱式炉 2 3 件 炉 装炉夹具不同部位 备注 1 金相试样以磨面面积小于 400MM2 高度 15 20MM 为宜 2 试样的制备过程中 部允许因受热而导致组织变化 应避免试样边缘出现 圆角并防止改变斜截面试样的角度 3 金相组织观察于判别 3 1 渗碳或碳氮共渗 3 1 1 适用于 08F Q235AF 20 20Cr 等低碳或低合金钢的零件 3 1 2 试样应从渗碳或碳氮共渗零件上切取 液可用于钢件的材质 热处理状态 有效厚度一致 避过经同炉渗碳或碳氮共渗处理的试样 3 1 3 薄层碳氮共渗件 层深 0 3mm 表层碳含量应不低于 0 5 氮含量应 不低于 0 1 薄层渗碳钢件 层深 0 3mm 表层碳含量应不低于 0 5 3 1 4 渗层显微组织评级在淬火状态下进行 放大倍率为 400 倍 3 1 5 针状马氏体级别及残余奥氏体级别评定 当渗层显微组织主要为针状马氏 体时 依据 JB T7710 1995 标准图谱共分 1 5 级 其中 1 2 级合格 3 1 6 板条马氏体级别评定 当渗层显微组织主要为板条马氏体时 依据 JB T77 10 1995 标准图谱共分 1 5 级 其中 1 2 级合格 3 1 7 渗层 层深 0 3mm 碳化物级别评定 依据 NJ326 84 标准图谱共分 1 5 级 其中 1 3 级合格 3 1 8 心部铁素体级别评定 依据 JB T7710 1995 标准图谱共分 1 5 级 其中一 般零件 1 4 级合格 重要零件 1 3 级合格 3 2 渗氮或碳氮共渗 软氮化 3 2 1 渗氮前调质组织的检验 3 2 1 1 渗氮前调质组织级别 对大工件可在表面 2mm 深度范围内检查 依据 GB T11354 1989 标准图谱 放大倍率为 500 倍 回火索氏体中游离体素体 数量共分 1 5 级 其中一般零件 1 3 级为合格 重要零件 1 2 级为合格 3 2 1 2 渗氮零件的工作面部允许由脱碳层或粗大的回火索氏体组织 3 2 2 试样应从渗碳零件上垂直于渗氮表面切取 也可用与零件的材料 处理条 件 加工精度相同 并经同炉渗氮处理的试样 检验部位应具有代表性 若检 查渗氮层脆性的试样 表面粗糙度要求 0 25 0 63mm 但不允许把化合物磨 掉 3 2 2 渗氮层脆性检验 经气体渗氮的零件 必须进行脆性的检验 3 2 2 1 依据 GB T11354 1989 标准图谱 放大倍率为 100 倍 渗氮层脆性级 别按维氏硬度压痕边角碎裂程度共分 1 5 级 其中一般零件 1 3 级为合格 重 要零件 1 2 级为合格 3 2 2 2 检验渗氮层脆性 采用维氏硬度计 试验力规定用 98 07N 10kgf 加 载必须缓慢 在 5 9s 内完成 加载后停留 5 10s 然后去载荷 同时 每 制件至少测 3 点 其中 2 点以上处于相同级别时 才能定级 否则 需重新测 定一次 如由特殊情况经有关各方协商 亦可采用 49 03N 5kgf 或 294 21N 30kgf 的试验力 但需按下表 4 的值换算 试验力 kgf 压痕级别换算 49 03 5 12344 98 07 10 12345 294 21 30 23455 3 2 2 3 渗氮层脆性应在零件工作部位或随炉试件的表面检验 对于渗氮后留由 磨量的零件也可在磨去加工余量后表面上测定 3 2 3 渗氮层疏松检验 经氮碳共渗 软氮化 的零件 必须进行疏松检验 依据 GB T11354 1989 标准图谱 放大倍率为 500 倍 取其疏松最严重的部位 渗氮层疏松级别按表面化合物内微孔的形状 数量 密集程度共分 1 5 级 其中一般零件 1 3 级为合格 重要零件 1 2 级为合格 3 2 4 渗氮扩散层中氮化物检验 气体渗氮的零件必须进行氮化物检验 依据 GB T11354 1989 标准图谱 放大倍率为 500 倍 去其组织中最差的部 位 渗氮层中氮化物级别按情况共分 1 5 级 其中一般零件 1 3 级合格 重 要零件 1 2 级为合格 3 3 感应淬火 3 3 1 适用于中碳碳素钢 如 45 钢 和中碳合金钢 如 40Cr 的机械零件 3 3 2 零件淬火后 表面不应有裂纹 灼伤等缺陷 3 3 3 零件经淬火 低温回火 200 金相组织按 GB T5617 1985 标准共分 1 10 级 规定如下 硬度下限 55HRC 时 3 7 级为合格 硬度下限0 3mm 的表面硬化层测定方法 从零件表面垂直方向测量到规定的某种显微组织边界的距离 测定层深时 各 种强化工艺所规定的特征组织 见下表 5 强化工艺材料特征组织 体积分数 感应淬火碳钢 合金钢淬火后检验 50 M 渗碳 碳氮共渗碳钢 合金钢退火太检验 50 F P 渗氮 氮碳共渗各种钢铁材料渗氮后或经附加热处理 心部组织 4 1 2 层深 0 3mm 的表面硬化层测定方法 从表面垂直方向测量到与基体金属间的显微组织没有明显变化处的距离 即总 硬化层深度 4 2 硬度法 4 2 1 从零件表面垂直方向测量到规定的显微硬度硬化层处的距离 测定层深时 各种强化工艺下有效硬化层评定的参数 见下表 6 强化工艺有效硬化层界限硬度 HV 推荐试验力 N国家标准 感应淬火DS0 8HVMS19 8 4 9 49 2GB5617 1985 渗 C CN 共渗DC5509 8 4 9 49 GB9450 1988 渗 N NC 共渗 软氮化 DN比基体硬度高 502 94 1 96 19 6 GB11354 1989 1HVMS为技术要求规定的最低表面硬度 说明 2 内的数值为允许试验力范围 4 2 2 渗碳和碳氮共渗有效硬化层 DC 4 2 2 1 渗碳和碳氮共渗共渗有效硬化层 DC 经热处理至最终硬度值后 离 表面三倍于有效硬化层处硬度小于 450HV 的零件 可采用比 550HV 大的界限 硬度值 以 25HV 为一级 来测定有效硬化层深度 图片 4 2 2 2 渗碳或碳氮共渗淬火后 有效硬化层深度 从零件表面到维氏硬度值为 550HV 处的垂直距离 测定硬度所采用的试验力为 9 807N 1kgf 特殊情况 下 经有关各方协议 也可采用 4 903N 0 5kgf 范围的试验力 或采用表面 洛氏硬度计测定 4 2 2 3 若采用其他试验力或其他界限硬度值时 则应在字母 DC 后指明 如 0 5 DC49 03 515 表示采用 49 03N 5kgf 的试验力测定 界限硬度值为 515HV 渗碳层深度为 0 5mm 4 2 3 渗氮和氮碳共渗 软氮化 有效硬化层 DN 4 2 3 1 从零件表面测至集体维氏硬度值高 50HV 处的垂直距离为渗氮层深度 对于渗氮层硬度变化很平缓的钢件 如碳钢或低碳低合金钢制件 其渗氮层 深度可以从试件表面沿垂直方向测至集体维氏硬度值高 30HV 处 采用为适应 度 试验力规定为 3 94N 0 3kgf 备注 在 3 倍左右渗氮层深度的距离处所 测得的硬度值 至少取 3 点平均 作为实测的基体硬度值 4 2 3 2 当渗氮层的深度与压痕尺寸不合适时 可由有关各方协商 采用 1 96N 0 2kgf 19 6N 2kgf 范围内的试验力 氮在 HV 后需注明 如 HV0 2 表 示用 1 96N 0 2kgf 试验力 4 2 3 3 若采用其他试验力或其他界限硬度值时 则应在字母 DN 后指明 如 0 2 5DN300HV0 5 表示界限硬度值为 300HV 试验力为 4 903N 0 5kgf 时 渗氮 层深度为 0 25mm 4 2 4 感应淬火有效硬化层 DS 4 2 4 1 从零件表面测至 0 8HVMS维氏硬度值处的垂直距离为感应淬火硬化层深 度 4 2 4 2 深度测量方法 零件经淬火 低温回火后 在维氏硬度试验机上用 9 8N 的试验力 在垂直于零件表面的年横截面指定部位进行测量 经有关各方协议 可以采用 4 9 49N 范围的试验力 其测量方法按 GB T5617 执行 4 2 4 3 若采用其他试验力或其他界限硬度值时 则应在字母 DS 后指明 如 DS 4 9 0 9 0 6 表示采用 4 9N 0 5kgf 的试验力测定 界限硬度值采用零件所要 求的最低表面硬度值 0 9 倍 测的硬化层深度为 0 6mm 4 2 5 有效硬化层测定方法 4 2 5 1 原理 根据垂直于试样表面的横截面上硬度梯度来确定 即硬度值为纵 坐标 至表面距离为横坐标 绘制处硬度值随表面距离而变化的曲线 如图所 示 H1 H2 HS d1 DC d2 到表面的距离 有效硬化层计算公式如下 式中 HS 为规定的硬度值 d1 d2 为最接近有效硬化层界限硬度值上下两点的距离 H1 H2 分别为 d1 d2 处硬度测量值 4 2 5 2 测量步骤 在最终热处理后的零件横截面上进行 依据 GB T9451 1988 标准要求 硬度 压痕在指定的宽度 W 为 1 5mm 的范围内 沿与表面垂直的一条或多条平行 线上进行 两相邻压痕间的距离 S 应不小于压痕对角线的 2 5 倍 从表面到 各逐次压痕衷心之间的距离 每次增加不超过 0 1mm 如 d2 d1应小于 0 1mm 同时 测量表面到各压痕的积累距离的精度为 0 5um 除有关双方由特殊协议外 压痕一般应在 9 807N 1kgf 试验力下测出 并用 放大 400 倍左右的光学仪器测量 测量部位应经有关各方协商确定 并在磨抛 过的检测面上两条带内进行 4 4 调质 适用于 40Cr 35CrMoA 等钢 依据 NJ309 83 表准图谱 放大倍率为 500 倍 以最差视场评定 调质处理后集体组织应为回火索氏体 允许有少 量铁素体 其含量应不大于 3 共分 1 5 级 其中 1 3 级合格 4 5 正火 中碳钢 中碳合金钢 如 40Cr 的正火后的金相组织为均匀分布的铁素体 片 状珠光体 根据 GB T6394 86 标准图谱 放大倍率 100 倍 其晶粒度级别 共分 1 10 级 其中 5 8 级合格 5 检验人员 应设立专职检验人员 且经正规培训与考核 具有正式的资格证书 6 检验记录 检验报告记录 包括零件名称 件号 材料 检验数量 检验结果及检验人员与日期 四 热处理过程控制 四 热处理过程控制 热处理过程中的质量控制 实际上是贯彻热处理相关标准的过程 包括热处理 设备及仪表哦那个之 工艺材料及槽液控制 工艺过程控制等 只有严格执行 标准 加强工艺纪律 才能将热处理缺陷消灭在质量的形成过程中 获得高质 量的热处理零件 1 相关热处理工艺及质量控制要求标准 GB T16923 1997 钢的正火与退火处理 GB T16924 1997 钢的淬火和回 火处理 GB T18177 1997 钢的气体渗氮 JB T3999 1999 钢件的渗碳与碳氮共渗 淬火回火 JB T4155 1999 气体氮碳共渗 JB T9201 1999 钢铁件的感应淬火回火 处理 JB T6048 1992 盐浴热处理 JB T10175 2000 热处理质量控制要求 2 加热设备及仪表要求 2 1 加热设备要求 2 1 1 加热炉需按有效加热区保温精度 炉温均与性 要求分为六类 其控温精 度 仪表精度和记录纸刻度等要求 见下表 7 加热炉类别有效加热区精度 控温精度 记录仪表精度 记录纸刻度 mm 3 1 0 2 2 5 1 5 0 5 4 10 5 0 5 5 15 8 0 5 6 20 10 0 5 8 25 10 0 5 10 允许用修改量程的方法提高分辨力 依据相关热处理工艺标准 具体热处理工艺对加热炉技术要求 见下表 8 工艺类型加热炉类别有效加热区保温精度 正火与退火 25 外法兰正火应控制在 15 淬火与回火 15 渗碳 氮碳共渗 碳氮共渗 软氮化 15 渗氮 10 2 1 2 加热炉的每个加热区至少有两支热电偶 一支记录仪表 安放在有效加热 区 另一支接控温仪表 其中一个仪表应具有报警的功能 2 1 3 每台加热炉必须定期检测有效加热区 检测方法按 GB T9452 和 JB T6049 的规定 其保温精度应符合表 7 要求 应在明显位置悬挂带有有效加热区示意 图的检验合格证 加热炉只能在有效加热区检验合格证规定的有效期内使用 检测周期见下表 9 加热炉类别有效加热区检测周期仪表检定周期 13 66 66 66 1212 1212 2 1 4 现场使用的温度测量系统 在正常使用状态下定期做系统效验 效验时 检测热电偶与记录表热电偶的热距离应靠近 校验应在加热炉处于热稳定状态 下进行 当超过上述允许温度偏差时 应查明原因排除或进行修正 系统效验 允许温度偏差 见下表 10 加热炉类别 允许温度偏差 1 3 2 1 5 保护气氛炉和化学热处理炉的炉内气氛应能控制和调节 进入加热炉的气 氛不允许直接冲刷零件 2 1 6 对气体渗碳 含碳氮共渗 炉 渗氮 含氮碳共渗 软氮化 炉 在有 效加热区检验合格后还应进行渗层深度均匀性检验 试样放置位置参照有效加 热区保温精度检测热电偶布点位置 检验方法按 GB T9450 和 GB T11354 的规 定 气体渗碳炉 渗氮炉中有效硬化层深度偏差 见表 11 和表 12 表 11 渗碳炉有效硬化层深度偏差值要求 mm 硬化层深度 1 5 2 50 2 50 有效硬化层深度偏差 0 05 0 10 0 15 0 25 表 12 渗氮炉有效硬化层深度偏差值要求 mm 硬化层深度 0 1 0 1 0 2 0 2 0 45 0 45 有效硬化层深度偏差 0 01 0 025 0 035 0 05 2 1 7 炉内的加热介质不应使被加热工件表面产生超过技术文件规定深度的脱碳 增碳 增氮和腐蚀等现象 2 1 8 感应热处理加热电源及淬火机床 2 1 8 1 感应加热电源输出功率及频率必须满足热处理要求 输出功率控制在 5 或输出电压在 2 5 范围内 感应热处理机床和限时装置应满足工艺要求 2 1 8 2 感应淬火机床精度要求如下表 13 检验项目精度 主轴锥孔径向跳动 回转工作台面的跳动 顶尖连线对滑板移动的平行度 工件进给速度变化量 0 3mm 0 3mm 0 3mm 夹持长度小于 2000mm 正负 5 1 将检验棒插入主轴锥孔 在距离主轴端面 30mm 处测量 2 装上直径大于 300mm 的圆盘 在半径 150mm 处测量 3 测量工作行程 300mm 的平均速度 2 1 8 3 限时装置 感应加热电源或淬火机床应根据需要装有控制加热 延迟 冷却时间的限时装置 包括定时器 时间继电器等全部器件 其综合精度要求 如下表 14 时间范围综合精度 1S 1 6S 60S 0 1S 0 15S 0 8S 2 2 淬火槽要求 2 2 1 淬火槽的设置应满足技术文件条件对工件淬火转移时间的规定 2 2 2 淬火槽的容积要适应连续淬火和工件在槽中移动的需求 2 2 3 淬火过程中 油温一般保持在 10 80 水温一般保持在 10 40 2 2 4 淬火槽一般应有循环搅拌和冷却装置 可选用循环泵 机械搅拌或喷射对 流装置 必要时 淬火槽可配备加热装置 2 2 5 淬火槽应装有分辨力不大于 5 的测温 2 3 仪表要求 2 3 1 现场使用的控温和记录仪表等级应符合表 7 要求 检定周期按表 9 执行 2 3 2 现场系统校验用的标准电位差计精度应不低于 0 05 级 分辨力不低于 1 Uv 检定周期为 6 个月 2 3 3 现场常用的热电偶技术要求 见下表 15 名称 分度号等级使用温度允许温度检定周期 标准铂铑 10 铂 S 等标准 300 1300 0 9 12 月 0 400 1 6 检测镍铬 镍硅 热电偶 K 400 1100 0 47 t 3 月 0 1100 1 1100 1600 1 t 11 00 0 003 0 600 1 5 铂铑 10 铂S 600 1600 0 25 t 12 月 600 1700 0 25 t 铂铑 30 铂铑 6B 800 1700 0 5 t 6 月 0 400 3 0 镍铬 镍硅K 400 1000 0 75 t 6 月 铜 康铜T 40 350 1 0 6 月 200 40 1 0 或 1 5 t 40 800 1 5 0 4 t 镍铬 康铜E 40 900 2 5 或 0 75 t 6 月 备注 1 t 为测量温度 2 允许按实际需要缩短检定周期 2 3 4 其它仪表 如流量计 碳势控制仪等应在检定有效期内使用 2 热处理工艺材料要求 常用的热处理工艺材料包括淬火介质 热处理用盐 化学热处理渗剂等 是 影响热处理质量的另一重要因素 为此 选购前应有工艺材料质量保证单或合 格证 同时 重要工艺材料推荐使用前按相关标准复检 其具体技术要求与推 荐复检项目见下表 16 材料名称技术要求标准特点推荐复检项目 甲醇纯度 99 5 水 0 3 GB683 弱的渗碳气氛 常用作稀释气体 乙醇纯度 90 水 0 5 GB678 无色透明易挥发 液体 灯用 1 号煤 油 主要含石蜡烃 烷烃及芳香烃的 混合物 芳香烃 10 20 硫 0 04 GB253 色度 重 Cr 酸钾 溶液 1 号 氨气 纯度 95 水和油杂质 5 干燥后水 1 GB536 无色气体 有强 烈的刺激气味 普通淬火油 40 运动粘度 15 3 35 2 10 6m s 闪点 开口 不低于 160 水 0 05 腐蚀 T 3 铜片 合格 冷却特性 JB T6955 运动粘度 闪点 酸度 水分 腐蚀 T 3 铜片 冷却特性 氯化钠 氯化钠 98 5 硫酸盐 0 10 铁 0 01 水不溶物 0 0 5 水 0 25 JB T9202白色结晶粉末 纯度 PH 值 硫 酸根 硝酸根 水 氯化钾 氯化钾 96 0 硫酸盐 0 10 铁 0 01 水不溶物 0 0 5 水 0 25 JB T9202白色结晶粉末 纯度 PH 值 硫 酸根 硝酸根 水 3 热处理过程要求 4 1 原材料要求 原材料的冶金质量对热处理质量影响很大 如钢中非金属夹杂物 白点 带 状组织 严重的碳化物偏析 发裂等 不仅在热处理时易形成畸变开裂 硬度 不足 软点等 而且对使用性能及使用寿命影响也很大 在材料管理上操作不 规范 未作材料标识 使用前未作火花鉴别等 造成混料 错料或非法材料 代用等也是产生热处理不合格的主要原因 为此 必须做到要求如下 1 应向供货单位要求提供原材料质保书 包括生产厂家 牌号 规格 供 货状态等 2 若需要材料代用 必须向我司产品开发部办理材料代用手续 3 加强原材料管理 必须对原材料分类标识 防止混料 推荐使用前作 火花鉴别等 4 2 工艺参数控制 严格按确定的 热处理作业检验指导书 或热处理工艺卡 中具体工艺参数 包括热处理设备 装炉方式 装炉量 加热升温方式 加热温度 保温时间 冷却方式 冷却介质 冷却介质温度 渗剂种类 渗剂流量 感应加热温度 限时加热时间及电参数 阳极电压 阳极电流 槽路电压等 且按质量检 验项目 标准与规范要求进行过程控制 4 3 热处理常见缺陷与返修方法 4 3 1 渗碳 或碳氮共渗 件常见缺陷与返修方法 见下表 17 缺陷形式返修方法 表层粗大块状或网 状碳化物 1 在降低碳势气氛下延长保温时间 重新淬火 2 在高温加热扩散后再淬火 表层大量残留奥氏 体 1 冷处理 2 高温回火后 重新加热淬火 3 采用合适的加热温度 重新淬火 表面脱碳 1 在活性合适的介质中补渗 2 喷丸处理 适用于脱碳层 0 02mm 时 表面非马氏体组织 提高淬火温度或适当延长淬火加热温度时间 使奥氏体均匀化 并采用较快的淬火冷却 速度 反常组织 提高淬火温度或适当延长淬火加热温度时间 使奥氏体均匀化 并采用较快的淬火冷却 速度 心部铁素体过多按正常工艺重新加热淬火 渗层深度不够补渗 渗层深度不均匀降低使用或报废 表面硬度低 1 表面碳浓度低者可补渗 2 残奥多者可采用高温回火或淬火后补一次冷处理清除残留奥氏体 3 表面有托氏体者可重新加热淬火 表面腐蚀和氧化报废 开裂报废 粗大碳氮化合物严格控制碳势和氮势 特别共渗初期 必须严格控制氮的加入量 屈氏体网提高加热淬火温度和采用冷却能力较强的淬火介质 黑色组织重新加热淬火 加快冷却速度 或在黑色组织深度 0 02mm 采用喷丸强化 备注 所有需要返修的次数不允许大于 2 次 4 3 2 渗氮件常见缺陷和返修方法 见下表 18 缺陷类型返修方法 表面氧化色 1 低压喷细砂消除氧化色 2 于 500 520 再进行 2 5 小时氮化 炉冷时继续通氨 200 以下出炉 渗氮件变形超差进行校直 再进行低温去应力处理 渗层出现网状或脉状氮化物 520 560 进行扩散处理 渗氮层硬度低进行一次补充氮化 工艺为 510 10 小时 氨分解率 20 30 渗层太浅严格按两段渗氮的第二段工艺进行一次氮化 渗氮层脆性大 进行一次退氮处理 工艺为 500 520 3 5 小时 氨分解率 8 0 化合物层不致密 耐蚀性差 表面清理干净 再进行一次氮化 备注 所有需要返修的次数仅允许 1 次 4 3 3 感应淬火缺陷与返修方法 见下表 19 缺陷名称返修方法 表面硬度过高或过低 表面硬度不均匀 硬化层深度过浅 淬火开裂 畸变 调整感应淬火工艺及感应器与零件间隙精度 经试 件感应淬火 检验合格后再继续生产 4 3 4 返修前必须退火的要求 若因质量问题而返修的零件 对渗碳淬火后的零件 感应淬火后的零件以及 中碳钢或中碳合金钢淬火 低温回火的零件 返修前必须退火处理 图片 4 4 淬火后回火时间间隔要求与回火脆性防止 4 4 1 所有零件为了防止淬火过程中的应力造成开裂 必须在淬火后 8 小时 内进行回火 4 4 2 淬火钢回火时 随着回火温度升高 其冲击韧性总的趋势是增大 但有一些钢在一定温度范围回火后 冲击韧性反而比在较低温度回火后显著下 降 这种在回火过程中发生的脆性现象 称为回火脆性 常见的回火脆性可分 为低温回火脆性和高温回火脆性 4 4 2 1 低温回火脆性 所有淬火钢 包括碳钢 合金钢 在 200 400 度回火后出现的脆性 通常称为 低温回火脆性 或称为第一类回火脆性 因其与冷却速度无关 应尽量避免在 该区温度范围内回火 或采用等温淬火代替来防止 4 4 2 2 高温回火脆性 以含有 Cr Ni Mn Si 等元素为主的合金钢在 450 650 度回火后出现的脆 性 通常称为高温回火脆性 或称为第二类回火脆性 因其与冷却速度无关 应采用快速冷却 油冷或水冷 来防止 4 5 紧固件 允许脱碳层深度 与去氢处理规定 4 5 1 依据 GB3098 1 标准 紧固件性能等级与 允许脱碳层深度 对应关系如 下 性能等级8 89 810 912 9 螺纹未脱碳层的最小高度 E0 50H10 67H1 0 75H1 螺纹全脱碳层的最大深度 G0 015mm 4 5 2 去氢处理 氢脆的敏感性随紧固件的强度增加而增加 对 10 9 级及以上的外螺纹紧固件 或表面淬硬的自攻螺钉系列类零件已经带有淬硬钢制垫圈的组合螺钉等在电镀 后 8 小时内应进行去氢处理 其工艺如下 在烘箱或回火炉中加热 190 230 保温 240 分钟