42CrMo氮化次表面0.064处硬度≥580HV

dzkyx1314

         最近接了一个样件，材料42CrMo调质28-40HRC，要求产品氮化或者氮碳共渗，表面白亮层≤20um,主要为Fe3N，扩散层≥0.20mm。表面下0.064mm处硬度≥580HV，表面下0.20mm硬度≥480HV。
        通过对产品几次盐浴氮化的结果，白亮层及扩散层都能满足要求，只是硬度不合格，表面硬度700-743HV0.3 ，表面下0.64mm硬度451-528HV0.3，表面下0.20mm硬度394-398HV0.3。
        气体氮化炉温度520度，强渗时间10小时（分解率20-30%），扩散时间16小时（分解率40-50%），表面硬度590-620HV0.3，次表层0.064mm硬度438HV0.3,次表层0.20mm硬度389HV0.3。
        通过几次试验感觉次表层硬度达不到要求主要还是扩散层氮浓度不够造成，因为以前生产的产品主要是要求扩散层或者表面硬度，还是第一次生产该类有次表面硬度要求的产品，所以对其认知不够，想请教下各位论友，次表层0.064mm的位置大家有没有做到600HV以上的。
        还有查阅了资料认为盐浴炉达不到该件的硬度要求，现再次进行调试，气体氮化炉温度520度，强渗40个小时（分解率20-30%），扩散16小时（分解率（40-50%），（本来我的意思是强渗结束之后560度80%的分解率退氮2小时就出炉，工程师有其它想法就暂定扩散16小时，）。

cnszgong

560度退氮2小时，是否要考虑一下零件调质（高温回火）温度？

dzkyx1314

cnszgong 发表于 2015-5-13 22:07
560度退氮2小时，是否要考虑一下零件调质（高温回火）温度？

回火温度570℃。其实这个退氮温度只是想法可以调整的，我用550左右也可以，主要的退氮的想法是怕白亮层深，因为现在还在做调试，所以主要先考虑把次表层硬度做起来。

dzkyx1314

    上次氮化炉生产的产品出来了，工艺：井式氮化炉  温度520℃  强渗40小时（分解率27-31%）扩散16小时（分解50-60%） 退氮2小时（分解率90%） 炉冷150℃出炉  
     结果：白亮层42-47um  表面硬度276-319HV0.3  次表面层0.07硬度531-550HV0.3  次表层0.20硬度464-481HV0.3  扩散层深度0.60mm。  
      扩散层硬度还不够，怀疑主要是上次分解率没有降下来，打算再试一炉，这次温度500℃强渗50个小时（分解率打算控制在20%），扩散5小时（分解率50-60%），上次试了下，退氮不能解决白亮层的问题，初步打算把白亮层通过磨削磨掉，再在盐浴氮化炉生产30分钟，做一点点白亮层。现在主要的问题就是只要能把扩散层0.07的硬度及0.20的硬度做合格就可以了。

孤鸿踏雪

dzkyx1314 发表于 2015-5-15 21:28
上次氮化炉生产的产品出来了，工艺：井式氮化炉  温度520℃  强渗40小时（分解率27-31%）扩散16小时（ ...

         
           看看我这个产品的技术要求：

           齿圈（839106）（42CrMo）（原图为34 CrMo4V）
           （1）调质：830~980MPa
           （2）渗氮：表面硬度：620~720HV1
                              渗层硬度分布：Nht（0.30）：480HV1；Nht（0.60）：320HV1

孤鸿踏雪

         戴版这个“气体氮化炉温度520度，强渗时间10小时（分解率20-30%），扩散时间16小时（分解率40-50%），表面硬度590-620HV0.3，次表层0.064mm硬度438HV0.3,次表层0.20mm硬度389HV0.3”工艺方案中的所谓“强渗”和“扩散”就是依靠调节按氨流量控制分解率的办法实现吗？

dzkyx1314

孤鸿踏雪 发表于 2015-5-16 10:15
看看我这个产品的技术要求：

           齿圈（839106）（42CrMo）（原图为34  ...

不知道杨工，你们表面硬度怎么检查，因为表面有白亮层，而且太深疏松比较厉害，要把疏松层用金相砂纸擦掉，硬度就可以打起来了。还有就是用的压力也有关系。

dzkyx1314

孤鸿踏雪 发表于 2015-5-16 10:26
戴版这个“气体氮化炉温度520度，强渗时间10小时（分解率20-30%），扩散时间16小时（分解率40-50% ...

这个是通过调节气体流量实现的。

孤鸿踏雪

dzkyx1314 发表于 2015-5-16 10:47
不知道杨工，你们表面硬度怎么检查，因为表面有白亮层，而且太深疏松比较厉害，要把疏松层用金相砂纸擦掉 ...

          我们的这款产品是比较大的齿圈，所以只能检查与齿圈相同材料、相同调质状态的试样，试样就按GB/T11354-2005制作和检查。选择的试验力（载荷）也是按技术要求。我们这个产品对白亮层疏松和氮化金相组织没有提出特别要求。
  
          这类产品的难度就是渗氮层某一深度处的硬度。

dzkyx1314

孤鸿踏雪 发表于 2015-5-16 16:05
我们的这款产品是比较大的齿圈，所以只能检查与齿圈相同材料、相同调质状态的试样，试样就按GB ...

感谢杨工的回复，就是，如果表面硬度还好，就是现在0.064这个位置没有做起来，现在就等星期一这一炉结果出来再看。因为以前都是做层深和表面硬度，第一次做次表层硬度有太多难度。以前我们做产品如果白亮层太深，疏松厉害，一般都会有一个滚抛工序，这样能减少疏松层，也能方便检测硬度。

孤鸿踏雪

dzkyx1314 发表于 2015-5-16 16:24
感谢杨工的回复，就是，如果表面硬度还好，就是现在0.064这个位置没有做起来，现在就等星期一这一炉结果 ...

          祝你成功，期待分享你的结果！

YeCheng_Zou

楼主是否可以采用二段或三段法渗氮了，42CRMO渗氮，我们这边0.1mm处硬度基本都在600HV0.3，0.2mm处能达到500HV以上

黑马王子

YeCheng_Zou 发表于 2015-5-19 15:05
楼主是否可以采用二段或三段法渗氮了，42CRMO渗氮，我们这边0.1mm处硬度基本都在600HV0.3，0.2mm处能达到50 ...

这个硬度很强大啊，主要的工艺过程能介绍下吗？

dzkyx1314

孤鸿踏雪 发表于 2015-5-16 17:15
祝你成功，期待分享你的结果！

    这次我们氮化产品是用的类似的样件，因为表面有部分位置经过 高频淬火，出来检测的时候，调质处氮化硬度不够，我就想到了基体硬度对表面硬度的影响，再次把之前高频后低温回火部位抽样，结果该处硬度明显高很多，现在决定之后调质硬度做到上限，这样就能满足要求了。说见下图。
  第一种状态——材料：42CrMo  工艺：井式氮化炉  温度505℃  强渗65小时（分解率20-22%） 炉冷150℃出炉
    结果：产品为调质硬度32-34HRC 白亮层30um  次表面层0.07硬度578.9HV0.3  次表层0.20硬度530HV0.3  扩散层0.55mm   

   
     第二种状——材料：42CrMo  工艺：井式氮化炉  温度505℃  强渗65小时（分解率20-22%） 炉冷150℃出炉
      结果：产品为高频淬火部位（层深1.5左右） 白亮层28um  次表面层0.07硬度630.7HV0.3  次表层0.20硬度584.5HV0.3  扩散层0.55mm左右。

dzkyx1314

YeCheng_Zou 发表于 2015-5-19 15:05
楼主是否可以采用二段或三段法渗氮了，42CRMO渗氮，我们这边0.1mm处硬度基本都在600HV0.3，0.2mm处能达到50 ...

       请问：你们采用二段三段的大概参数是什么样，这次为了这个表面0.07处≥580HV0.3费了老大心思，一段渗氮二段渗氮都采用了，唯一做不起来的就是表面次表面0.07的硬度，下面是我放二段式产品里面生产的结果：
      材料：42CrMo（调质状态32HRC）  工艺：井式氮化炉   温度525℃强渗24小时（分解率30-32%）560℃扩散28小时（分解率50%） 炉冷150℃出炉
      结果： 白亮层41-43um  次表层0.06硬度569.7HV0.3    次表层 0.07硬度562.4 HV0.3   次表层0.08硬度558.9HV0.3    次表层0.20硬度509-518HV0.3  扩散层0.60mm。

孤鸿踏雪

dzkyx1314 发表于 2015-5-20 06:47
这次我们氮化产品是用的类似的样件，因为表面有部分位置经过 高频淬火，出来检测的时候，调质处氮 ...

          个人认为，所谓调质硬度影响氮化硬度这一命题也许只适用于用大载荷（试验力）检测表面硬度的情况。

dzkyx1314

孤鸿踏雪 发表于 2015-5-20 12:01
个人认为，所谓调质硬度影响氮化硬度这一命题也许只适用于用大载荷（试验力）检测表面硬度的情 ...

这个以前也有说这个调质硬度影响是在大载荷的时候影响，但是不管怎么说，咋们用事实来说话，我昨天晚上调质了几件，硬度做到38HRC，今天打算进炉再做一炉，一切等这次的结果出来就清楚了，工艺还是按照强渗65小时。

suhy

dzkyx1314 发表于 2015-5-16 10:48
这个是通过调节气体流量实现的。

调节流量的同时，炉压是否进行控制。炉压氨气分解率有影响，进而对活性氮也有影响，最终影响氮化效果。

dzkyx1314

suhy 发表于 2015-5-20 14:49
调节流量的同时，炉压是否进行控制。炉压氨气分解率有影响，进而对活性氮也有影响，最终影响氮化效果。

炉压有控制的，40-50MM油柱。炉压有影响是对的，但是这个跟渗速关系应该大一些，表面硬度和炉压应该影响不会太大，表面硬度我觉得应该取决于表面的氮浓度。

孤鸿踏雪

YeCheng_Zou 发表于 2015-5-19 15:05
楼主是否可以采用二段或三段法渗氮了，42CRMO渗氮，我们这边0.1mm处硬度基本都在600HV0.3，0.2mm处能达到50 ...

           您的表面硬度在什么范围？可否介绍一下你的经验和工艺，与大家分享一下？