钢冲压件淬火硬低分析与解决

1、45钢冲压件淬火硬度低分析与解决【摘要】本文以45钢板材冲压件在后期的热处理淬火存在的问题为契机，分析原因找出冷热加工中的问题点，并通过一定的措施来保证零件的热处理要求。热处理分析主要从原材料组织、成份等方面着手分析，解决淬火硬度。关键词：45钢 冲压件 硬度低 分析解决无锡某制造公司是BOSCH电动工具的供应商，提供大量的冲压件和内六角扳手等零件。由我公司热处理分厂进行热处理加工，在热处理过程中发现一批冲压件在淬火的过程中淬火硬度偏低难以达到热处理技术要求。一、台阶垫片的热处理要求台阶垫片为4mm钢板冲压成型，零件外径100mm，材料为45钢。其工艺路线为：备料冲压热处理（装夹回火）机加工抛

2、丸喷脂。台阶垫片的热处理技术要求为：热处理硬度3238HRC。二、热处理工艺45钢淬火温度控制在Ac3+（3050），在实际操作中，一般取上限。偏高的淬火温度可以使工件加热速度加快，提高效率。为使工件完全奥氏体化，必须保证足够的保温时间。根据这些特性台阶垫片在爱协林可控气氛多用炉中淬火，零件采用悬挂式装夹，装炉量为400Kg，保证零件的淬火冷却效果和变形量。淬火时的温度、时间、碳势见淬火工艺曲线。淬火检验时，检测硬度为3552HRC。根据45号钢淬火后没有回火之前，硬度大于HRC55（最高可达HRC62)的特性确定，该零件处理不合格。目前检测硬度偏低，以检测硬度为35HRC的零件为试样，经过预

3、磨、抛光并用4%的硝酸酒精腐蚀，在光学显微镜下观察组织进行分析。淬火工艺曲线1、 原材料成份分析截取低硬度零件的一小部分，采用光谱法进行材料化学成分分析，符合GB699-1999表1 45钢的化学成分（质量分数） （%）元素CMnSiSPGB699-1999规定范围0.420.500.500.800.170.370.0350.035试样检测0.470.70.260.0270.0232、随机抽取现场原材料金相组织分析：组织为45钢球化退火组织（见图1a），球化退火组织有利于冲压成型，但是后续的淬火温度需要提高，充分奥氏体化；通过金相法可以看出零件表面存在贫碳，贫碳层深0.35mm左右（在球化状态

4、测量贫碳层深度比较难，需要一定的经验，一般在正火状态进行检测，在保护气氛炉中以0.6%的碳势进行正火，正火组织见图1b）。 图1a 原材料 ×100 图1b 正火组织 ×100对淬火零件金相组织分析：组织由马氏体、屈氏体、铁素体（铁素体分为两种：沿晶界析出铁素体和未溶铁素体）组成。通过金相组织分析可能由以下几种情况造成硬度偏低：加热温度低、保温时间不足；淬火冷却能力不足（见图1a、图1b）。 图1a 零件表面 ×500 图1b 零件心部 ×500 三、制定补碳淬火工艺返修通过以上分析造成零件淬火硬度偏低的可能原因：原始组织为球化组织；零件表面贫碳；保温温

5、度不足；冷却能力不足。一般用于表面耐磨、芯部耐冲击的重载零件，其耐磨性比调质+表面淬火高。其表面含碳量0.81.2%，芯部一般在0.10.25%（特殊情况下采用0.35%）。经热处理后，表面可以获得很高的硬度(HRC5862)，芯部硬度低，耐冲击。如果用45号钢渗碳，淬火后芯部会出现硬脆的马氏体，失去渗碳处理的优点。因此在对45钢补碳的要求比较高，只对表面补碳，保证心部45钢原有的碳含量。GB/T699-1999标准规定45钢抗拉强度为600MPa，屈服强度为355MPa,伸长率为16%，断面收缩率为40%，冲击功为39J。如果控制不好，将降低材料的力学性能。控制渗碳碳势，零件渗碳后进入前室冷

6、，等温度低于A3线温度一段时间，再次进行加热室加热，在860保温。通过900加热，拉入前室空冷相当于一次正火，从而获得片状珠光体。由于零件在900保温，如果直接淬火晶粒会粗大，只有通过冷却，再次加热到淬火温度，才能保证晶粒度。晶粒的大小将直接影响到零件的力学性能，特别严重是在使用中容易产生脆性断裂。补碳淬火工艺曲线通过补碳淬火工艺返修后对表面硬度、金相进行分析：硬度检测： 金相组织：典型的中碳马氏体序号硬度(HRC)备注155.555.25555.6零件硬度均匀2555555.655.335655.555.755.4455.45555.655.555.75656.256通过补碳和空冷，形成一次预先热处理保证了零件的表面碳浓度和片状珠光体的原始组织，为后续的淬火工艺提供了组织保证。通过制定的新工艺运行，满足了零件淬火的硬度要求，在回火阶段通过外力将零件压平，减少零件的变形。四、结束语在热处理过程中出现不合格零件时，以不合格品零件制作金相进行分析。影响热处理结果的因素有很多，比如淬火温度、保温时间、淬火介质的冷却能力、原材料的金相组织等，只有通过对所有影响热处理结果的因素进行逐一排查，找出可能影响的因素，制定合理的工艺解决问题。我们只有通过不断的总结经验，完善工艺才能