渗碳产品变形和硬度不均匀怎么办

合金钢

请教各位老师：
       1.井式渗碳炉做的产品：总是变形，产品是套仔。材料是无缝管，还有A3；20Cr。渗碳工艺：温度920度。时间：6小时。介质是煤油，滴注量：每分钟120-150滴左右。油淬。出来总是椭圆形多。变形量：0.3-0.4mm。说明一点，淬火油使用5年没换，（且加的油不是一种，而是两种以上，有超速淬火油，快速淬火油。但是检查各项标准都符合。）淬火入油的方法是：用钩子钩出料框入油，整体淬火怕行车出问题引发火灾，因为发生过。
       2.渗碳产品硬度不均匀，高的有：60-65HRC，低的有：30-40HRC。工艺操作方法同上。
       以上两个问题：请教各位老师，是什么原因，该如何解决？非常感谢！

周建国

首先你的淬火油（快速，高速淬火油）淬这种产品不适合，冷速过快，如果淬火油不能改变，那么可以更改渗碳温度以及淬火温度，尽量降低，降低油温以及搅拌速度，淬火时最好竖着入油，或根据你的无缝钢管的特性，增加管的壁厚（也就是补偿厚度）降低冷速，椭圆和冷速不均有关。    至于硬度不均那么和淬火时的转移速度产品表面温度相差过大有关，也可能和渗碳质量也有影响。                                                                          

合金钢

非常感谢版主指导！还有，我自己也分析总结了一下，请大家看看有没有道理，如果错误，我非常愿意接受正确的东西，谢谢大家了！我总结分析如下：
关于井式炉产品变形量超标问题。车间在这两个月以来操作方式作了如下改进实践。
1.装炉时，工件之间的距离大于5mm。防止工件在加热时形成热膨胀挤压变形。
2.内径小于60mm的套子，每次出炉入油时，人工勾起数量减少为2-3个，或者用铁丝串联4-5个。大于80mm的每次勾起数量1-2个。大于120mm的用铁丝单个穿起，出炉勾住铁丝，垂直起钩。防止热工件受拉力和压力挤压变形。
3.入油时，不断变换入油点，防止碰撞变形。
通过两个月的实践，套子变形的问题仍然突出。问题未能得到解决，现在分析根本原因如下。
产品变形应属于热应力变形。低碳钢在淬火时，比容变化较小，特别是淬透性差，变形通常以热应力变形为主。热应力变形是因为工件在加热和冷却时，由于不同部位的温度差别而导致热胀冷缩不一致引起的变形。所以淬火入油时，需要保持基本一致的温度，又因淬火油冷却速度不一致两种原因容易引起此类变形。
1.淬火油的问题：由于我们井式炉淬火油使用年限较长，而且后来添加使用时，油的品种也不一致，据了解，既有超速淬火油，也有快速淬火油，一种是达到表面淬硬性为目的的，一种是达到淬透性性为目的的，很显然，两者冷速不一样，冷却时，冷速又不一样导致工件冷却有温差。冷速的温差导致热应力变形。
2.出炉入油方法的问题：我们出炉时，因条件限制，不能整体入油，而是分次入油，显然，在料框一出炉即受到空气自然冷却的影响，而空气冷却是不规则的，又因从料框钩起到入油，最快也需要30秒左右，空冷加上工件在空气中运动，足以导致工件自身温度不一致。所以这样的温差也会导致热应力变形。
为达到解决此类问题解决的目的，现作如下改进建议：
1.        更换中性淬火油。而且必须保证添加时和初始添加的油品种一致。以改善冷速不一致的问题。
2.        改善淬火入油方式，改进淬火油池的装置，做一个液压升降平台。料框置于平台上，整体入油冷却。并增加搅拌器搅拌。以改善工件自身温度不一致的问题。

cnszgong

合金钢 发表于 2011-10-16 20:14
非常感谢版主指导！还有，我自己也分析总结了一下，请大家看看有没有道理，如果错误，我非常愿意接受正确的 ...

硬度不均匀。有没有考虑渗碳层也不均匀的问题？

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楼上好！考虑过，我觉得主要问题在于煤油分解不充分，还应当增加甲醇帮助分解，你觉得呢？

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好像这里人气不够多。我今天自己做了一组对比试验：先分享在这里。试验结果如下：
一．        产品描述：
品名：套子 规格：95X111.4X30  材质：无缝管材料（具体材质不详）
热处理工艺技术要求：渗碳          硬度要求：58-62HRC
二．        设备工艺描述：井式渗碳炉号炉    920摄氏度淬火  时间8小时   煤油滴注量约每分钟200-250滴   淬火介质分三种 1.水加水溶性淬火介质  2.井式炉现在使用的淬火油 3.龙邦超速淬火油。
三.        试验结果如下：
测试项目                         检测工具                   水淬                               井式炉油淬                        龙邦超速油淬
变形量尺寸(mm)        卡尺测量            最大          最小                                 最大      最小                         最大        最小
                                     0.5        0.15                                 0.30     0.12                         0.31        0.28
        内径千分尺测量            最大          最小                                 最大      最小                         最大        最小
                                     0.49        0.21                                 1.15      0.11                         0.35        0.27
硬度测试（HRC）洛氏硬度计      最高        最低                                 最高      最低                          最高        最低
                                    65        58                                  64               43                           65        61
结果分析：产品变形和硬度不均匀两种问题和淬火油有关系。
给位：欢饮讨论下试验结果还能分析出什么问题。

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上面格式怎么错位了呢？数字依次往后对号就可以了！