







高频淬火设备对齿轮进行淬火常见问题及处理对策
不管是渗碳淬火、碳氮共渗淬火、感应加热淬火还是整体加热淬火,齿轮高频淬火冷却过程可能出现的热处理质量问题主要有:
1、淬火后硬度不足、淬火态硬度不均、淬火硬化深度不够;
2、 淬火后心部硬度过高;
3、 淬火变形超差;
4、淬火开裂;
出现这类质量问题往往与齿轮的材质、前处理、淬火加热和淬火冷却有关。在排除材质、前处理和加热中的问题后,淬火介质及相关技术的作用就特别突出了。事实上,近年来国外对淬火冷却的研究也证明,在改进和提高热处理质量的工作中,注意的正是淬火冷却。
齿轮用高频淬火设备进行热处理冷却中的质量问题
一、硬度不足与硬化深度不够
齿轮高频淬火冷却速度偏低是造成齿轮淬火硬度不足、硬度不均和硬化深度不够的原因,但是,根据实际淬火齿轮的材质、形状大小和热处理要求不同,又可以分为高温阶段冷速不足、中低温阶段冷速不足以及低温阶段冷速不足等不同情况。比如。对于中小齿轮,淬火硬度不足往往是中高温阶段冷速不足所致,而模数大的齿轮要求较深淬硬层时,提高低温冷却速度就非常必要了。提高所用淬火介质的低温冷却速度,往往可以增大淬硬层深度。
二、淬火后心部硬度过高
这类问题可能与所选介质冷速过快或介质的低温冷却速度过高有关。解决办法之一是改换淬火油来满足要求。办法之二是与淬火介质生产厂家联系,有针对地加入适当的添加剂来降低淬火油的中低温冷却速度。办法之三是改用淬透性更低的钢种。
三、齿轮高频淬火开裂问题
这个问题主要出现在感应加热淬火中。选择好水性淬火介质,比如国内外普遍采用的PAG类淬火介质代替原来使用的自来水,问题便解决了。感应加热淬火采用PAG介质。可以获得高而均匀的淬火硬度和深而且稳定的淬硬层,淬裂危险。


齿轮淬火变形的分析和对策
7T火车后桥锥齿轮是汽车传递动力和改变速度的重要零件,工件材料为22CrMOH钢。生产中发现,齿轮热处理后部分工件出现贯穿性裂纹,另外一些齿轮发现起边超差缺陷,造成不少齿轮失效报废。
锥齿轮要求渗碳层深度为1.7-2.1mm,碳化物为1-5级,马氏体和残留奥氏体为1-5级,表面硬度为60-64HRC,芯部硬度为35-40HRC。检验发现齿轮花键根部应力集中部位是裂纹源处,裂纹沿轴向扩展贯穿轴颈本体,部分主动齿轮裂纹严重贯穿齿根与齿顶处,开裂特征明显。金相组织检验发现,主动齿轮带状组织中铁素体带处是裂纹,裂纹扩展并与带状组织平行。部分裂纹呈锯齿状形貌,同事出现严重的次生裂纹,部分裂纹呈碎裂状形貌。
分析认为,从动齿轮畸变超差失效是因工件组织均匀性差,带状组织严重引起的,工件在热处理中各个部位膨胀系数以及相变比体积变化差异大,引起较大的组织应力,造成工件畸变过大超差而失效。主动齿轮出现轴向裂纹系因带状组织严重超差造成的。由于带状组织严重,相邻部位显微组织不同,差异很大,在外力作用下,性能薄弱处和强弱带间适应力集中处,该处力学性能低而各向异性明显,并且处于高应力作用,其横向强度比纵向断裂强度明显低下,在热处理中产生的组织应力和热应力作用下,主动齿轮在应力集中薄弱区域萌生裂纹并扩展快裂。
根据以上分析,提出工艺改进措施如下:
(1)生产中从首工序严吧材料检验质量关口,要求带状组织≤3级,其他各项技术参数,性能指标合格,不允许不合格材料混入生产流程。
(2)齿轮锻件毛坯件应进行金相检验,带状组织≤3级的合格坯件可进入加工程序,防止不合格锻件进入再加工工序。
(3)建议钢厂个锻造厂采用新技术工艺,提高钢材和锻件毛坯组织性能质量,为减少和消除齿轮组织缺陷和畸变裂纹缺陷失效奠定基础。

高频感应淬火件常见淬火缺陷及其防止措施
高频感应淬火件常见淬火缺陷,主要有硬度不够,软件,变形超差与淬火裂纹,还有局部烧熔等。
一、高频淬火后表面硬度不够 高频感应淬火后硬度不够是常见的问题,其原因亦是多方面的。
1. 材料因素
1)火花鉴定法 这是的方法,检查工件在砂轮上磨出的火花,可大致知道工件的含碳量是否有变化,含碳量越多,火花越多。
2)直读光谱仪鉴别钢材的成分 现代化的直读光谱仪能在极短的时间内,将工件材料的各种元素极其含碳量金相检验并打印出来,可确定钢材是否图样要求。
3)排除工件表面贫碳或脱碳因素 较常见的是冷拔钢材,单齿淬火设备,材料表面有一层贫碳或脱碳层,此时表面硬度低,单用砂轮或锉刀去掉0.5mm后,在测定硬度,如果发现该处硬度比外表面高,并达到要求,这表明工件表面有贫碳或脱碳层。为进一步验证此问题,可用金相显微镜观察,表面贫碳曾的组织和层次的显微组织明显不同,表面只有少量托氏体及大量铁素体,而次层则为马氏体。如果将此样品在保护气体下正火后在检验,珠光体面积接近50%。
2. 淬火加热温度不够或预冷时间太长 淬火加热温度不够或遇冷时间太长,致使淬火时温度太低,以中碳钢为例,前者淬火组织中含有大量未溶铁素体,后者其组织委托氏体或索氏体。
3. 冷却不足
1)特别在扫描淬火时,由于喷液区域太短,工件淬火后,经过喷液区后,心部热量又使表面子回火,此时表面自回火温度过高,常能从表面温度及颜色感测到。
2)一次加热法时,冷却时间太短,自回火温度过高,或由于喷液孔因水垢减少了喷液孔截面,导致子回火面积过高。
3)喷水液温度过高,流量减少,浓度变化,淬火液中混有油污等。
4)喷液孔局部堵塞,器特点是局部硬度不足,软快区常与喷液孔堵塞文职相对应。

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