高强度螺杆在热处理中的质量问题分析和解决办法

合金钢

[color=DarkGreen]   在我工作中，总结到一些皮毛，写出来以求抛砖引玉，以便向大家学习！请各位给予指点指正。在此我首先表示十分感谢！
   高强度螺杆在热处理中的质量问题分析和解决办法
   中高频,超音频设备所处理的高强度螺杆,属于合金刚材料,经热处理后,属于高强度紧固件产品,用途广泛,而且大多是用在举足轻重的基础建设当中.所以.必须在热处理这一环节上,把好万无一失的质量关.
   在热处理加工时,会因为:设备,产品本身,还有人为大意等各种因素,会直接或间接造成产品质量问题.
  通常的热处理产品质量问题有这样几种:机械性能检测不合格；工件开裂；工件过烧,脱碳；工件直线度不合格；合格与不合格产品混淆.；成品生锈,人为操作不当等。下面就问题产生原因和解决办法提出几点看法:
   机械性能是热处理产品第一质量要素,就先从机械性能说起。以B7级为例机械性能检测标准：按ASTMA193-B7检测办法和标准：B7回火硬度要求在25HRC-35HRC，抗拉强度要求最小860MPA，延伸率最小16%，收缩率最小50%屈服强度最小723MPA，为了把产品做的更好，最好有这样一个内控检测标准：硬度26HRC-34HRC，抗拉强度900MPA以上，延伸率17%以上，收缩率52%以上，屈服强度760MPA以上。
   要知道问题，就要知道设备输出功率和工件机械性能的关系：工件的最终机械性能受控于热处理加工时，设备所输出的功率和工件受热的温度，以及淬火水冷和及回火水冷，还有工件运行的速度。我们首先要明白设备输出功率和工件机械性能的这样一个关系：在淬火水冷适当的前提下，淬火设备输出功率越大，工件受热的温度越高，其工件的淬火硬度就越高。反之，淬火硬度就越低。淬火硬度一般在45HRC-55HRC比较适宜。回火设备输出功率越大，工件受热温度越高，但是，工件回火硬度就越低，其抗拉强度也就低,延伸率和收缩率则较好。反之，回火硬度就越高，抗拉强度就高，收缩率和延伸率就不太好，甚至不合格。在这里正好和淬火成反向。
   知道以上基本关系，对所产生的问题就不难排除。下面就具体问题来具体分析：
一.机械性能不合格：
    产品机械性能检测主要有硬度；抗拉强度，延伸率，收缩率，屈服强度等几个指标构成。这几个指标中，首先要在满足硬度和抗拉强度的指标下才可以说到延伸率，收缩率和屈服强度等其他指标。但是，在综合机械性能检测中，有一项指标不合格即是不合格产品。在我们实际生产操作过程中，会遇到某一指标不合格，或多个指标不合格。细致分析有以下几种情况：
   1.硬度指标偏低不合格: 如检测硬度在20HRC左右，明显硬度低，抗拉强度自然是不会合格的,最多也只有800MPA左右，屈服强度也就可能不合格。这两者成正比关系。这种情况反映到生产现场的原因就是回火设备输出功率大，工件受热温度偏高引起的问题。这种情况要在确保淬火硬度达到45HRC以上，就用降低回火设备输出功率，让工件受热温度降低的办法来解决。如果回火设备输出电流已经用在最底限,则用适当加快传速的办法来解决.加快传速后,也必须保证淬火硬度达到.
   2.硬度指标过高不合格: 如检测硬度在36HRC左右，明显硬度偏高，但抗拉强度是会远远超过900MPA的，可能在1200MPA以上。这种情况不用测，延伸率，收缩率是难以合格的。这种情况反映到现场的原因就是回火设备输出功率小，工件受热温度低引起的问题。在确保淬火硬度在45HRC-55HRC的状态下,就用加大回火设备输出功率，增加工件受热温度来解决。如过回火回火设备输出功率已经用到设备要求上限,则降慢传速来解决.
   3.延伸率和收缩率不合格,标准试样抗拉强度很高:如全尺寸抗拉950MPA,标准试样抗拉1040;延伸率15%,收缩率51%. 如果回火温度基本在正常情况下，那就是淬火输出功率大，工件受热温度太高，淬火硬度超过55度，而且还可能因淬火温度过高引起工件过烧导致芽尖脱碳。这种情况下的回火硬度一般是心表一样，如果再上回火温度，就会出现心部硬度高于表面硬度。这种现象多出现于1”以下的工件。如果是5/8以下的工件，还会发生拉力检测时脆断。根本没有延伸和收缩现象。这种问题解决办法:降低淬火设备输出功率和工件受热温度,或者在淬火设备输出功率有保证,淬火水冷有保证的情况下,加快传速,总之,把淬火硬度取在45HRC-55HRC的范围内.
   4.延伸率,收缩率,屈服强度不合格: 如果这种现象是在抗拉强度合格但并不高的状况下产生的,如:抗拉强度:900MPA;延伸率:14%;收缩率:50%.这种情况就会是淬火没有淬透,工件心部淬火硬度没达到45HRC以上.工件心部回火硬度也就很不均匀.可能是26HRC-30HRC.就是硬度有软点现象.淬火不透可能会因为淬火温度不够,也可能是传速过快,也可能是淬火水冷不够这几种原因.这种情况多发生在1-1/2以上的工件,尤其是2”以上的工件.解决办法,取合适的传速,合适的淬火温度和合适的水冷.总之,让工件淬火硬度基本均匀的达到45HRC以上.把回火硬度很均匀的做在28HRC-31HRC,拉伸实验基本不会有问题.
二.工件开裂:过烧脱碳的问题:
    开裂的工件无论如何都不算合格的产品,甚至是废品.工件开裂一般有这样几种:端面开裂,芽纹开裂,纵向开裂,不规则环行开裂.无论怎么开裂,离不开一个客观因素,就是淬火设备输出功率大,工件受热温度太高引起的工件淬火内应力太大.甚至过烧脱碳.而且开裂的工件在通过回火感应器进行回火时,开裂的地方会特别发亮.过烧脱碳的工件回火冷却后会程灰白色,并有发白的颗粒状附着于芽纹沟渠中.所以在线操作人员很容易发现.产生这种情况,主要是降低淬火温度.如果淬火硬度达不到要求的硬度,可适当降慢传速.还有就是只经过淬火没有回火的工件,再次淬火回火也容易开裂.所以,一般重做的不合格的工件,最好先正火,再重新淬火,回火比较好.但是，返工再淬火不可超过3次。
三.工件直线度不合格:
   工件直线度不合格直接就是报废品,直线度不合格,那就是指工件弯曲,有的呈螺旋状,有的呈S状,产生这种现象的原因有几种情况:
    1.淬火温度高,并急速冷却淬火,解决办法,降低淬火设备输出功率,降低工件受热温度.
    2.淬火水喷洒不均匀,导致淬火工见冷却不均匀.解决办法,增加淬火水流量,一定要让工件均匀冷却.
    3.传动线运行不协调,导致工件运行不匀速.解决办法,调整传动设备,必须要工件能匀速运行.
四.成品生锈:
    生锈是因为回火工件在回火水冷时温度太低,或者是水流量太大,导致工件的余温不能将水份即时蒸发.生锈严重的工件也是报废品.解决办法,严格控制回火水冷的水流量.还有一种原因是成品存放不当,淋雨,受潮,受到盐酸等气体的侵蚀.所以,存放成品要在通风,干燥不受其他有害物质侵蚀的地方.长时间不上防锈油,也会让工件自然氧化生锈.所以,成品要及时上防锈油.
五.人为操作不当,粗心大意的问题:
   所有的合格产品,不合格产品都和人员操作有关,操作不当会引发很多问题,甚至造成无法挽回恶果.主要有以下几点:
    1.操作人员值得注意的几点：设备输出功率的变化；随便调动设备输出功率，有问题不反映；不注意观察打火烧伤的工件；设备输出功率的跳停或意外突发事故没加工好的工件不挑出；把成次品混淆；交接班时交接不清楚等。这些都是造成质量问题的关键因素。解决办法：在线操作人员主动参加学习培训，要懂得机械设备的操作要领，熟悉生产线产品加工流程，能分清什么是正确的和不正确的加工状态。有较强的责任心，把成次品能主动分开，并报告给相关负责人。
   2.工艺制定及检验人员值得注意的几点：工艺制定步骤出错，工艺初定后不及时复检，工艺变化调整后不抽检，生产过程中没及时跟踪巡视，检验操作程序和数据出错等。解决办法，学习弄懂：工艺制定要领，熟知工艺细节调试和修正，能够清楚正确处理生产中突发意外事故所出产品。检验员要熟知检验标准和要求，熟练操作检测设备，熟练检测操作流程细节等。
   3.进出货人员值得注意的几点：规格材质混淆，挂牌错误，不检验来货质量。没弄清成次品就出货。解决办法：熟悉进出货流程并能检测半成品是否符合热处理加工条件。熟悉半成品规格，材质。挂牌准确。出货前要弄清是否可以出货等。
   关于容易出现的产品质量问题，和产生原因，以及解决办法，我大致总结如上。

[ 本帖最后由 合金钢 于 2007-9-13 06:44 编辑 ]