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2024

熱處理中殘余奧氏體的控制辦法

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零件淬火后總會(huì)或多或少的留有一些未轉(zhuǎn)化的殘留奧氏體。過多的殘留奧氏體對(duì)零件的使用壽命和硬度不利，會(huì)造成軟點(diǎn)和尺寸的不穩(wěn)定性，但適量的殘留奧氏體可以提高零件的疲勞強(qiáng)度。我們可以通過控制殘留奧氏體來控制產(chǎn)品質(zhì)量和使用壽命，以達(dá)到預(yù)期效果。

1.殘留奧氏體對(duì)各類零件的影響

（1）滾動(dòng)軸承要求有良好的耐磨性、高的滾動(dòng)疲勞強(qiáng)度和好的尺寸精度穩(wěn)定性，在常用應(yīng)力水平下殘留奧氏體對(duì)疲勞壽命影響不大。實(shí)際生產(chǎn)中軸承鋼淬火后，一般不經(jīng)過冷處理。

（2）齒輪一般也不需冷處理。殘留奧氏體有利于其疲勞壽命的增加。

（3）對(duì)工具鋼，殘留奧氏體可增加耐沖擊性。對(duì)于切削工具，殘留奧氏體降低硬度使切削性能變壞。對(duì)鉆頭、絲錐等主要承受扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的工具，適量的殘留奧氏體是有利的。對(duì)壓力加工的模具鋼，尤其沖頭適量的殘留奧氏體是有益的。殘留奧氏體相對(duì)于馬氏體來說，殘留奧氏體似海綿，可緩沖沖擊，提高韌性，提高表面接觸疲勞強(qiáng)度，延長(zhǎng)沖頭使用壽命。

（4）對(duì)量具，殘留奧氏體不利于保證尺寸精度，必須用冷處理盡可能地消除殘留奧氏體。

2.殘留奧氏體影響因素分析

隨著合金元素的提高，含碳量的增加，淬火中間停留或冷卻速度緩慢，淬火溫度提高，都會(huì)使殘留奧氏體增加。淬火時(shí)冷卻中斷并等溫停留，會(huì)使馬氏體最終轉(zhuǎn)變量減少，殘留奧氏體增多，這就是奧氏體的熱穩(wěn)定化。含碳量在共析點(diǎn)0.8左右，殘留奧氏體在25%以下，殘留應(yīng)力為壓應(yīng)力。零件滲碳后表面含碳量高，淬火后殘留奧氏體增多。

決定殘留奧氏體含量的主要因素分別是：

（1）原材料合金元素的影響：Mn、Ni、Cr合金元素使淬火后殘留奧氏體增加。

（2）原材料碳含量增加，使殘留奧氏體增加。

（3）熱處理工藝上，奧氏體化溫度提高，淬火溫度提高，淬火終止溫度提高，淬火冷卻速度減弱，淬火中間停留，都會(huì)使殘留奧氏體增加。在零件材料確定的基礎(chǔ)上，熱處理適當(dāng)降低淬火溫度，增加冷處理（延續(xù)淬火）等都是減少殘留奧氏體的有效措施。零件經(jīng)淬火冷處理回火后殘留奧氏體均≤10%，GCr15軸承鋼一般在5%左右。

3.減少殘留奧氏體措施

一般熱處理淬火后進(jìn)行馬氏體轉(zhuǎn)變，同時(shí)不可避免地會(huì)出現(xiàn)殘留奧氏體。要消除或控制殘留奧氏體，主要有以下幾種方法：

（1）增加冷處理。冷處理是淬火得延續(xù)其實(shí)質(zhì)是降低冷卻終止溫度，使殘留奧氏體進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為馬氏體。這在GCr15的柱塞偶件中廣泛運(yùn)用，是促使殘留奧氏體轉(zhuǎn)變的最有效的方法。一般殘留奧氏體控制在10%以內(nèi)。

（2）用貝氏體淬火取代馬氏體淬火，即提高淬火終止溫度，一般在Ms點(diǎn)附近等溫，使反應(yīng)生成鐵素體和滲碳體形成的針狀下貝氏體的類平衡組織，因不進(jìn)行馬氏體轉(zhuǎn)變，而減少殘留奧氏體。

（3）熱處理工藝參數(shù)調(diào)整：①低碳鋼滲碳時(shí)控制碳勢(shì)，控制表面碳含量，控制氮碳化合物及碳化物級(jí)別，從而控制殘留奧氏體。②降低奧氏體化淬火溫度，淬火后立即回火，也可減少殘留奧氏體的含量。③提高回火溫度。可使鋼中殘留奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體或分解，從而減少殘留奧氏體。低于200℃回火，鋼中殘留奧氏體不分解。經(jīng)過200～300℃回火，鋼中殘留奧氏體開始分解為下貝氏體。高于300℃回火，鋼中殘留奧氏體完全分解。在高速鋼560℃回火冷卻時(shí)一部分殘留奧氏體發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，提高硬度，減少殘留奧氏體。

（4）碳氮共滲時(shí)，氨氣及碳氮化合物導(dǎo)致殘留奧氏體增多。采用滲碳+淬火工藝取代碳氮共滲淬火，經(jīng)過冷處理后可使在500倍放大鏡下肉眼觀察不到，殘留奧氏體基本小于10%或5%。

4.生產(chǎn)運(yùn)用

在具體生產(chǎn)中，運(yùn)用于CB18、CPN2.2-0401挺柱體、滾輪襯套滲淬后殘留奧氏體的控制。通過控制氣氛，氨氣通入量由40～80L/h,調(diào)整至20L/h；丙烷控制在200L/h，控制減少表面氮碳化合物及碳化物。降低淬火溫度：由850℃調(diào)整至820～830℃，增加冷處理，回火溫度由180℃提高到200℃等一系列工藝參數(shù)調(diào)整措施，使結(jié)果大為改善，控制殘留奧氏體小于10%，達(dá)到技術(shù)要求。

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熱處理生產(chǎn)中的精益管理

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熱處理生產(chǎn)中的精益管理

熱處理是機(jī)械加工行業(yè)一個(gè)重要組成部分，其加工方式在業(yè)內(nèi)主要有兩種不同類型、不同規(guī)模的生產(chǎn)形式，一種是單件小批量的訂單式生產(chǎn)，另一種是多批次多批量模式。近幾年隨著機(jī)械行業(yè)的發(fā)展，熱處理加工業(yè)也得到迅速發(fā)展，但其中技術(shù)水準(zhǔn)及管理方式形成不了規(guī)范，得不到良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。作為企業(yè)要發(fā)展，提高經(jīng)濟(jì)效益，就必須在提高品質(zhì)、降低成本前提下廣義地分析熱處理生產(chǎn)中可能存在的問題，且要早期針對(duì)可能發(fā)生的問題提出解決對(duì)策，通過精益管理，優(yōu)化工藝和流程，使操作標(biāo)準(zhǔn)化、工藝規(guī)范化，畢竟熱處理品質(zhì)是制造出來而不是檢驗(yàn)出來的，贏得更多客戶的信任，更多訂單量才能更好地降低熱處理生產(chǎn)成本。

2024-11-18