热处理工艺：工具钢处理常见缺陷.

热处理工艺:碳素工具钢热处理常见缺陷及防止措施

工序:淬火与回火

一、硬度低或软块

产生原因:

1.淬火温度低,加热时间短

2.预热时间过短,预热温度太低

3.装炉量多,零件排列过密,出现阴阳面

4.原材料存在严重的石墨碳,或粗颗粒状碳化物

5.原材料脱碳或淬火加热脱碳

6.淬火冷却慢、等温淬火的等温温度过高或时间过长

7.回火温度高,空气炉回火不循环,回火不充分

8.异材混入,原材料脱碳层未切除

9.炉温不均匀,仪表示值不准

10.工件离盐浴面太浅或工件接触下面盐渣,使温度不均匀

防止措施:

1.加强原材料检查,磨火花,看光谱或化验成分

2.去掉原材料脱碳层。盐浴炉加热前要脱氧捞渣,空气炉加热零件要加保护剂(气体,最好用真空加热

3.正确掌握淬火回火过程的温度、时间等参数

4.选用合适的淬火介质

5.水淬-油冷的水冷时间不能太短

6.熟悉加热炉和仪表性能,掌握误差值

7.检查淬火后的硬度值

处理方法:

1.若残余奥氏体过多,可通过冷处理提高硬度值或重新回火提高硬度值

2.重新加热淬火、回火

3.磨削量未超过脱碳层的刀具按次品或废品处理

二、淬火脱碳

产生原因:

1.盐浴中,水、氧以及不纯物质(如硫酸盐、碳酸盐的含量过高

2.氧化铁皮落入炉内

3.硝盐带入炉内

4.脱氧不良和捞渣不彻底

5.淬火夹具具有铁锈

6.夏天空气湿度太大

防止措施:

1.氯化钡在使用前,须经300~500ºC、2~4h烘干脱水

2.淬火加热前,盐浴严格脱氧、捞渣

3.经常清理电极氧化皮

4.定期更换盐

5.清理淬火夹具铁锈并烘干

处理方法:

1.脱碳严重者报废

2.脱碳深度小于留磨量,可以作为合格品使用

3.脱碳深大于留磨量,淬回火后表层硬度不低于55~60HRC,可用退火、渗碳办法补救

三、过热和过烧

产生原因:

1.淬火温度过高

2.控温仪表失灵,或示值不准

3.零件距盐浴炉电极太近或靠近电阻丝

4.炉底沉积物太多,而电极插入其中,使炉底温度过高,零件插入沉积物中过热、过烧

5.零件在加热过程中脱碳或增碳

6.零件在盐浴炉中加热时间过长

7.盐炉电极分布不合理,炉温不均匀造成局部过热

8.淬火温度控制不严

防止措施:

1.正确控制淬火加热温度和保温时间

2.淬火夹具设计要合理

3.经常校对控温仪表

4.检查淬火后的金相组织

5.工件出炉要断电

6.防止异种钢材混入

处理方法:

1.过烧零件一般报废

2.过热不严重者可重新退火和淬火、回火

四、畸变

产生原因:

1.热处理前零件内部有残余应力

2.淬火前局部脱碳

3.加热温度高且不均匀

4.加热和冷却速度过大

5.淬火操作不当,摆动过大或互相碰撞

6.杆状刀具在回火时摆放不当

7.钢材化学成分不均匀,淬透性低,碳化物分布不均匀

8.回火不充分,矫直、酸洗造成的残余应力未消除

防止措施:

1.选用下限淬火温度,减少加热保温时间

2.淬火前要预热

3.合理的淬火介质和适当的淬火方法

4.用双液淬火或分级等温淬火

5.杆状刀具在淬火加热和冷却时要垂直放置,刀具之间不要碰撞薄片状刀具在回火时可用夹具夹紧

处理方法:

1.轻微畸变可以矫正

2.杆状刀具弯曲超差时,可先进行退火,然后矫直,重新加热淬火

五、裂纹

产生原因:

1.淬火过热

2.加热不均匀和加热速度过快

3.淬火冷却过快,操作不当

4.清洗过早

5.回火不及时

6.回火不足

7.返修刀具未退火就直接淬火

8.刀具脱碳

9.刀具表面有刀迹,厚薄悬殊大形状过于复杂

10.钢材中夹杂物过多,带状组织严重,有网状碳化物或原来有微裂纹

11.对焊刀具在焊缝处有气孔夹杂或脱焊

12.矫直用力过大,酸洗时出现敲击裂纹

防止措施:

1.严控原材料和毛坯加工质量

2.选用较低的淬火温度

3.用分级等温淬火

4.会开裂的工具淬火后当温度降至60~70 ºC时入炉回火,不清洗

5.复杂刀具多次预热和多次分级等温处理

6.回火升温速度要慢,可用阶梯式分段加热

7.矫直用力得当,一次压弯量不要太大

处理方法:工具一旦出现裂纹,无法挽救只有报废

六、腐蚀

产生原因:

1.盐浴中含有杂质太多如Na2SO4,HCl等

2.盐浴中混入硝盐,分解出原子氧,与刀具作用产生麻点

3.盐浴液面有腐蚀介质

4.在空气中氧化

5.淬火残盐未除尽或残盐潮解

6.盐浴脱氧不彻底

7.酸洗时间过长或酸洗耳恭听温度过高

防止措施:

1.严控淬火和回火加热用盐及酸洗溶液用酸的纯度,防止杂质混入

2.刀具清洗要干净,也可喷砂

3.勤校正捞渣

4.硝盐浴中可加入质量分数为2%~4%的KOH

处理方法:

1.腐蚀轻微刀具凹坑可磨去

2.非工作部位腐蚀,可作为次品处理

3.齿形刀具在齿部腐蚀,一般作废品处理

工序:退火与正火

一、石墨碳

产生原因:

1.退火温度高、保温时间长及冷却缓慢,钢中出现片状珠光体、网状碳化物并析出石墨。石墨周围出现铁素体