热处理过程控制规范

1、热处理过程限制标准热处理过程中的质量限制,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、工艺材料及槽液限制、工艺过程限制等,只有严格执行标准,增强工艺纪律,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限制要求标准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/T4155-1999气体氮碳共渗；JB/T60481992盐浴热处理；JB/T3999-1999钢件的渗碳与碳氮共渗淬火回火;JB/T9201-1999钢铁件的感应淬火回火处理JB/

2、T10175-2000热处理质量限制要求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c控温精度C记录仪表精度%记录纸刻度C/mmI±3士10.2<2n±5±1.50.5<4m士10±50.5<5w士15±80.5<6V±20士100.5<8VI±25士100.5010允许用修改量程的方法提升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

3、表8:工艺类型加热炉类别有效加热区保温精度c正火与退火VI士25外法兰正火应限制在土15淬火与回火IV士15渗碳、氮碳共渗、碳氮共渗软氮化IV士15渗氮m士102.1.2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I13n66m66w66V12

4、12VI12122.1.4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i、n山、IV、V允许温度偏差±1C±3C1.1.5 保护气氛炉和化学热处理炉的炉内气氛应能限制和调节.进入加热炉的气氛不允许直接冲刷零件.1.1.6 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

5、/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<0.50.5-1.50>1.52.50>2.50有效硬化层深度偏差±0.05士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>0.10.2>0.20.45>0.45有效硬化层深度偏差±0.01士0.025士0.035±0.051.1.7 炉内的加热介质不应使被加热工件外表产生超过技术文件规定深度的脱碳、增碳、增氮和腐

6、蚀等现象.1.1.8 感应热处理加热电源及淬火机床：1.1.8.1 感应加热电源输出功率及频率必须满足热处理要求,输出功率限制在土5%,或输出电压在土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:检验工程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0.3mm0.3mm0.3mm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装上直径大丁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

7、装有限制加热、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:综合精度W0.1S时间范围v1S1-6S>60SW0.15SW0.8S2.2 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1080C,水温一般保持在1040Co2.2.4 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5c的测温.2.3 仪表要求:2.3.1 现场使用的

8、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1Uv,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钳铐10-钳Sn等标准3001300c±0.9C12月检测银铭-银硅热电偶KI0400C±1.6C3月4001100c士0.47%t钳铐10-钳SI01100C±1C12月11001600C±(1+(t1100)x0.003)n0-600C±1.5C6001600c士0.25%t钳铐30-钳铐6Bn6

9、001700c士0.25%t6月m8001700c士0.5%t银电&-银硅Kn0400C±3.06月n4001000c士0.75%t铜-康铜Tn-40+350C±1.06月m-200+40C±1.0或1.5%t银铭-康铜Ei-40+800C±1.5一0.4%t6月n-40+900C士2.5或0.75%t备注1、t为测量温度,C2、允许按实际需要缩短检定周期.2.3.4其它仪表,如流量计、碳势限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

10、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工程见下表16:材料名称技术要求标准特点推荐复检工程甲醇纯度?99.5%,水V0.3%GB683弱的渗碳气氛,常用作稀释气体乙醇纯度?90%,水V0.5%GB678无色透明易挥发液体灯用1号煤油主要含石蜡烧、烷煌及芳香煌的混合物,芳香煌1020%,硫W0.04%GB253色度重Cr酸钾溶液1号氨气纯度?95%,水和油杂质w5%,枯燥后水v1%GB536无色气体,有强烈的刺激气味普通淬火油40c运动粘度15.335.2X106m/s,闪点开口不彳什160C,水w0.05%,腐蚀T3铜片合格,冷

11、却特性JB/T6955运动粘度,闪点,酸度,水分,腐蚀T3铜片,冷却特性氯化钠氯化钠?98.5%,硫酸盐w0.10%,铁w0.01%,水不溶物工0.05%,水w0.25%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w0.10%,铁w0.01%,水不溶物工0.05%,水w0.25%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、硬度缺乏、软点等,而且对使用性能及使用寿命影

12、响也很大；在材料治理上操作不标准未作材料标识、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） 假设需要材料代用,必须向我司产品开发部办理材料代用手续.（3） 增强原材料治理,必须对原材料分类标识,预防混料,推荐使用前作火花鉴别等.4.2 工艺参数限制：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、

13、限时加热时间及电参数阳极电压、阳极电流、槽路电压等；且按质量检验工程、标准与标准要求进行过程限制.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 .在舒温加热扩散后再淬火表层大量残留奥氏体1 .冷处理2 .局温回火后,重新加热淬火3 .采用适宜的加热温度,重新淬火表向脱碳1 .在活性适宜的介质中补渗2 .喷丸处理适用于脱碳层w0.02mm时外表非马氏体组织提升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升淬火温度或适当延长

14、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/、够补渗渗层深度小均匀降低使用或报废外表硬度低1 .外表碳浓度低者可补渗2 .残奥多者可采用高温回火或淬火后补一次冷处理去除残留奥氏体3 .表回后托氏体者可重新加热淬火外表腐蚀和氧化报废开裂报废粗大碳氮化合物严格限制碳势和氮势,特别共渗初期,必须严格限制氮的参加量屈氏体网提升加热淬火温度和米用冷却水平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v0.02mm,米用喷丸强化备注：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

15、法表向氧化色1.低压喷细砂消除氧化色；2.于500520C再进行25小时氮化,炉冷时继续通氨200c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520560c进行扩散处理渗氮层硬度低进彳L次补充氮化,工艺为：510C,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彳L次氮化渗氮层脆性大进彳L次退氮处理,工艺为：500-520C,35小时,氨分解率?80%化合物层不致密,耐蚀性差,表向清理干净,再进彳L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:缺陷名称返修方法外表硬度过局或过低调整感应淬火工艺及感应

16、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.外表硬度小均匀硬化层深度过浅淬火开裂畸变4.3.4返修前必须退火的要求:假设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.4.4 淬火后回火时间间隔要求与回火脆性预防：4.4.1 所有零件为了预防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

17、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200400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,应尽量预防在该区温度范围内回火,或采用等温淬火代替来预防.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450650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预防.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8.89.810.91

18、2.9螺纹未脱碳层的最小高度,E0.50H10.67H10.75H1螺纹全脱碳层的最大深度,G0.015mm4.5.2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外表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190230C,保温240分钟或以上,空冷.4.6 薄钢板,尤其2mm享的冲压件,渗碳层深的严格限制：渗碳层深必须按其图纸要求限制,绝不允许大于0.4mm.4.7 PPAP对热处理的要求：做零件PPAP以工序秩序时,必'须做零件热处理PPAP以工序秩序.PPAP对热处

19、理的要求包括：4.7.1 原材料要提供质保证书,实物摆放整洁、标识清楚,下料前有原材料与零件材料核准记录.4.7.2 在热处理前必须对半成品零件材料与技术要求进行明显标识.4.7.3 必须完成?热处理作业检验指导书?制定,在进行热处理作业时,及时如实填写?生产记录?、?操作记录?.4.7.4 按?热处理作业检验指导书?要求提供零件质量检验记录.4.7.5 对零件质量检验记录的原始资料标识存档,保存有效期为2年.4.8 对热处理生产的限制方式：4.8.1 必须按?热处理作业检验指导书?要求,在进行热处理作业时,及时如实填写?生产记录?、?操作记录?,且将热处理设备仪表记录纸、?生产记录?、?操作记录?及零件质量检验记录原始资料保存2年,以备零件质量问题发生时追溯.4.9 热处理变形后的矫正：零件经热处理后引起弯曲或翘曲变形超过图纸技术或工艺要求范围,必须校直；具体校正方法如下：4.9.1 冷态校正,方法如下：1冷压校直法：最常用的校正方法.零件呈“C状变形,使弯曲凸起部位向上,下面两端各放一个“V型铁