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        齒輪滲碳淬火后硬度不均勻的原因及解決辦法

        2015-11-16 06:05:20寇桂巖
        金屬加工(熱加工) 2015年19期
        關(guān)鍵詞:故障

        ■寇桂巖

        滲碳淬火是齒輪熱處理典型工藝,硬度不均勻是熱處理生產(chǎn)常見質(zhì)量問題。因硬度不均勻出現(xiàn)在個別齒輪或齒輪局部,探測度低,又會大幅削減齒輪的使用壽命,是關(guān)注度較高的熱處理質(zhì)量問題之一。

        1. 硬度不均勻的原因分析

        (1)齒輪表面污染 齒輪滲碳淬火不僅對熱處理前表面潔凈度有要求,爐內(nèi)滲碳過程中表面也不能被污染。

        齒輪熱前如有油污、銹蝕,會影響滲碳時碳的有效吸附。預(yù)氧化時油煙較多,不僅會黏附在齒輪表面、阻礙滲碳,還會影響爐內(nèi)滲碳氣氛的穩(wěn)定性。

        滲碳過程中要預(yù)防炭黑聚集對滲碳均勻性的影響。除選擇合適滲碳溫度、碳勢外,還要考慮到爐內(nèi)各種影響因素,如溫度飄移、碳勢準確度、氧探頭失控、流量失控、爐內(nèi)局部溫度低、滲碳原輔料不純等現(xiàn)象都會導(dǎo)致炭黑聚集。

        (2)溫度、碳勢不均勻的影響 爐內(nèi)溫度不均勻?qū)τ捕炔痪鶆虻挠绊戄^大,爐子的各種意外狀況都會影響到爐溫均勻度,如爐子密封性、中門故障、輻射管故障、料具卡殼等。

        碳勢均勻性受到溫度不均勻、爐內(nèi)氣氛的循環(huán)、裝爐密度的影響。爐內(nèi)碳勢低的區(qū)域,滲碳能力下降,該區(qū)域很可能出現(xiàn)滲層淺、硬度低的問題。

        (3)冷卻不足 淬火油冷卻性能、清潔度都會影響到淬火質(zhì)量。油攪拌器故障、不合適的裝爐方式都會對淬火冷卻產(chǎn)生影響,造成硬度不均勻問題。

        2. 解決措施

        (1)避免齒輪表面污染 第一,齒輪熱處理前不能有銹蝕、油污,清洗干凈后進爐;采用熱處理前專用清洗機,提高清洗效果;預(yù)氧化爐定期燒油煙,避免污染齒輪表面和滲碳氣氛。

        第二,定期溫度校準。原熱電偶只要求每年進行一次檢定,因檢定允差大、周期長,會出現(xiàn)溫度雖然在檢定要求范圍內(nèi),但實際溫度已出現(xiàn)較大偏差。我公司現(xiàn)在采用高一級的熱電偶對主控溫進行校準,保證了工藝溫度的準確性。

        第三,增加對甲醇、丙烷等原輔料的質(zhì)量檢測,排除原輔料水分等雜質(zhì)對滲碳氣氛穩(wěn)定性的影響。

        第四,定期進行燒炭黑操作。在操作過程中,判斷炭黑聚集程度,同時分析炭黑異常的原因。

        第五,氧探頭故障判斷。

        (2)保證溫度、碳勢均勻性 第一,定期對爐溫進行均勻度測試。

        第二,經(jīng)常檢查爐子密封性,尤其是中門密封情況;定期檢測中門密封情況,保證爐溫均勻度要求。

        第三,零件從后室到前室淬火過程中,偶爾會發(fā)生動作暫?,F(xiàn)象,零件延遲入油。發(fā)生這類現(xiàn)象時,使得爐門附近零件達不到淬火溫度,產(chǎn)生硬度不均的問題,且不易察覺?,F(xiàn)在要求零件淬火時必須有人觀察,關(guān)注設(shè)備動作情況和報警記錄。

        第四,當輻射管出現(xiàn)短路、斷路故障時,爐溫均勻度受很大影響,同時加快炭黑形成速度。除定期維護輻射管外,還要對每根輻射管的使用狀況進行監(jiān)控。如輻射管出現(xiàn)故障,能做到及時更換,及時調(diào)整工藝。

        第五,裝爐尺寸不能超長、超寬、超高,不能選擇有裂紋的料具,以防止進出料卡殼。

        第六,碳勢不均勻性可以通過零件的滲碳均勻性進行間接檢測。我們要求在工藝變更或設(shè)備大修后進行滲碳均勻性檢測。

        第七,對裝爐方法、裝爐間隙進行了規(guī)范,并定期檢測循環(huán)風(fēng)扇和馬弗板狀況,保證碳勢均勻性。

        (3)保證淬火冷卻 第一,定期檢測淬火油冷卻特性,保證其冷卻能力。

        第二,過濾淬火油中的炭黑、油泥等有害雜質(zhì),保證油品,穩(wěn)定淬火。

        第三,選擇的防滲碳涂料不能污染淬火油。

        第四,定期對油攪拌器故障進行檢查,保證淬火充分冷卻。

        3. 結(jié)語

        出現(xiàn)硬度不均勻問題的原因有很多,貫穿齒輪滲碳淬火整個過程。首先要通過金相手段分析問題發(fā)生在滲碳階段還是淬火階段,然后根據(jù)問題零件的爐內(nèi)分布、數(shù)量、形態(tài)等信息判斷大概屬于哪方面原因,最后排查設(shè)備狀態(tài)、過程控制等細節(jié),找出硬度不均勻的真正原因。

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