高合金渗碳钢的热处理。

周建国

现要处理材质为21NiCrMo5H的汽车后桥主动轮齿轴，模数：10.5.要求技术要求为:硬化层深1.8----2.2mm，表面硬度59---64HRC,心部40---48HRC.设备：90KW丼式渗碳炉。（有碳控，温控系统，快速淬火油）请同仁发表高见需要哪些措施，运用何种的渗碳淬火工艺较合适？

霜月

心部硬度要求很高啊，硬化层也比较厚。渗碳降温淬火工艺参数控制不当易出现残余奥氏体多、马氏体粗的问题，建议采用强渗、扩散、次强渗、扩散、降温淬火的工艺，降温前的扩散碳势尽可能低。

周建国

是要磨齿的产品，现在是采用渗碳后直接降温淬火的方式，但A残和M的级别较高。心部的硬度也只能达到下限。齿轮轴的变形有0.15---0.2mm。

stigershu

能提供一个详细的工艺流程么（带参数的）。还没有接触过次强渗的使用。谢谢

[ 本帖最后由 stigershu 于 2008-8-27 22:41 编辑 ]

WXH6255

心部40---48HRC,比较难达到的.

察哈尔汗

这个工件眼熟，和河北宣工的被动轴很相似。轴的跳动可通过校直来解决。但要是真到了48这个硬度，可能会给校直带来困难和危险。所以控制硬度为下限我感觉比较合理。

cezjk

你今天提出的问题,有一定的难度和领先性.所以,我也有兴趣和你探讨.
材质为21NiCrMo5H的汽车后桥主动轮齿轴,这种材料应该是西德的,属于高强度渗碳用钢.你用它来做模数为10.5m的汽车后桥主动螺旋伞齿轴.热处理的技术要求为:硬化层深1.8----2.2mm，表面硬度59---64HRC,心部40---48HRC.采用的设备：90KW丼式渗碳炉。（有碳控，温控系统，快速淬火油）.
先必需要和你说明白:既然是西德的材料,热处理技术要求:硬化层测试的界限硬度值?因为他们规定有HV509,HV525,HV550等.我在下述的工艺是以HV550的界限硬度算的.
强渗阶段的温度:915度.保温:800min.CP 1.05.
扩散阶段的温度:915度.保温:400min.CP 0.90.
低温均热阶段的温度:860度.保温:60min.CP 0.80.
二次降温均热阶段的温度:830度.保温:15min.CP 0.80.后直接出炉淬火油冷.(注意上下拉动,加强冷却)
低温回火:170度保温:240min.空冷.
仅供参考.有问题再讨论.

cezjk

这里还是需要注意的问题:
1.心部硬度最好也就是在40~43HRC.不易太高.
2.回火必需充分,最好用4小时.
3.轴的热处理变形,一般都是需要校正的,但是,校正后的螺伞轴还是需要去应力回火.
试一下,如果还是M+残A级别高,心部硬度有问题的话.再想办法.

周建国

客户要求按509HV的标准，因无此类的显微硬度计所以就采用了我们习惯上用的550HV的标准检测。（应该偏差不会太大吧）问一下为什么降温阶段要采用二次分段降温，有何作用？谢谢

周建国

是的我们现在就是想提高也做不到，一般也就是40---43HRC之间。预备热处理的好坏（包括表面硬度，心部组织组织，晶粒度的大小，带状组织的级别等，装炉方式和淬火方式对于最后的变形影响很大。

cezjk

回答:1.西德的齿轮许多界限硬度取HV509(50HRC).而也有取HV550(52HRC)的.那是按25HV一档取的.那你就需要把时间缩短.
       2.二段降温淬火,主要能确保心部的硬度.
       3.是的,预备热处理的好坏,装炉方式和淬火方式对于最后的变形影响很大。所以需要靠校正来保证径向跳动.仅供参考.

模数为10.5m的汽车后桥主动螺旋伞齿轴.应该说是中等载荷汽车上用的.它是后桥的工作主动力.建议最好不要磨齿.需要提高凹凸齿面接触区,也应该磨螺伞盘.
一般主动齿应该比被动齿的硬度要高出1~2HRC.所以说磨主动轮齿面不是最好.仅是建议.
二段降温淬火,主要能确保心部的硬度.这对主动螺伞齿轮柄部的抗扭强度有益.另外也能提高齿轮的单齿静弯曲强度.都有好处的.个人看法.

[ 本帖最后由 stigershu 于 2008-8-26 22:36 编辑 ]

周建国

按常理讲应该是在淬透性一定的情况下，提高淬火温度和冷却的烈度有助于获得较高的心部硬度。而相对于用830度的淬火温度所得到的心部硬度会高于860度的淬火温度吗？我觉得应该是通过二段的降温会使心部的温度和表面的温度不会出现较大的偏差，对产品的变形有利。欢迎探讨。

cezjk

淬火前的二段降温均热后淬火,轴的正中间应该还在860度左右,而齿轮的齿面和轴的外园表面都已经830度了,这样淬火后渗层的M+残A会级别低一点,而离表面的15mm处的硬度会高一点,虽说心部的低M会粗大点,但是心部出现F的距离表面远.而且硬度下降的曲线也会平缓.
至于,淬火后螺伞轴的变形,你是用井式炉渗碳淬火的,变形是比较大的.不可能控制在0.10mm.只能靠校直.
我已年越花甲,晚上打字也困难,明天接着探讨吧.

[ 本帖最后由 stigershu 于 2008-8-26 22:45 编辑 ]

霜月

客户要求的极限硬度为509HV，与极限硬度为550HV的层渗相差大约0.1~0.3mm范围吧，取决于材料淬透性和淬火介质的冷却性能。
渗层较厚，建议渗碳温度930℃，强渗碳势1.1%、时间3小时，扩散碳势0.8%，时间5小时，次强渗碳势1.0%，次扩散和降温阶段碳势0.7~0.75%，时间根据试棒层深进行调整，如果心部硬度能达到40HRC，淬火温度建议选用830℃。个人建议，仅供参考。

[ 本帖最后由 stigershu 于 2008-8-26 22:49 编辑 ]

amn727

这种牌号在欧洲卡车齿轮上用的很普遍也没有太多神秘，国内某型号车主被动齿轮就用此材料我做的工艺现在一直在生产。
心部硬度我们要求38以上，达到HRC40，只要是抚顺特钢一类企业的产品都可以轻松达到。用过江阴某钢厂的就是不行。
预备热处理只有等温正火否则全是粒贝。我们产品模数8。5，DC没这么深，强渗碳势0。95扩散0。85，直接淬火，180度回火，DC 打HV515。残奥等基本上能保持在3级。变形在正常范围。
你的渗层深，此品种残奥非常容易超。

周建国

我觉得霜月的工艺倒是可以一试。回复19号：我们用的就是江苏江阴某钢厂的的材料，预备热处理采用正火加高温回火。要是按你的工艺强渗碳势会不会太低了，那样时间要好长奥。

霜月

该材料预备热处理采用正火加高温回火的话，渗碳淬火后容易出现马氏体超标的现象。

amn727

江阴的材料我专门去做过鉴定，最贵的镍含量在最下限，其他元素都中间偏下，你们用它心部硬度难保啊。
21NiCrMo5H淬透性极好，又打HV509，干到1。8不难，试过高碳势之后就知道后边的麻烦了。

周建国

你所说的用高碳势之后会出现麻烦，请问是组织超差还是别的方面的问题？现在我们就是确定要用1.1%C的强渗碳势，0.8-0.9的扩散碳势，降温保温的碳势为0.7%C请问有问题吗？

[ 本帖最后由 stigershu 于 2008-8-26 22:47 编辑 ]

雁南飞

请教7楼前辈！
我想请教您：您说的“淬火前的二段降温均热后淬火,轴的正中间应该还在860度左右,而齿轮的齿面和轴的外园表面都已经830度了”
轴的正中间应该还在860度左右是您地经验值，还是理论值？我认为从860度降温到830度至少需要近20分钟（就多用炉而言），再在830度保持15分钟，难道轴的心部温度不会降吗？
因为我之前接触过降温到880度后不保温直接淬火的工艺，说法和您上述的一样！
所以想请教您