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20Cr2Ni4A不同层深淬火工艺
汤澄
【期刊名称】《金属加工:热加工》
【年(卷),期】2016(000)015
【总页数】2页(P43-43,44)
【作者】汤澄
【作者单位】杭州前进齿轮箱集团股份有限责任公司
【正文语种】中文
我公司20Cr2Ni4A材料渗碳淬火传统工艺皆是渗碳直淬后高温回火再进行二次淬
火。某些材料如17CrNiMo6、18CrNiMo7在特定层深时已经用一次淬火代替了
二次淬火,笔者对20Cr2Ni4A的直淬工艺进行了探究。
20Cr2Ni4A钢属于CrNi系合金渗碳钢,Cr、Ni含量特别是Ni含量较高,淬透
性较好具有优良的综合力学性能。
(1)预先准备试验所用试样均由原材料厂家经过正火处理,所用随炉试样分两种:
大试样(φ32mm×76mm)用于检查金相组织及心部硬度、小试样
(φ16mm×35mm)用于检查淬硬层深度。
零件渗碳淬火要求的淬硬层越深,需要的渗碳时间就越久,越容易产生组织不合格
的问题,本次试验选定的层深范围为0.85~1.7mm。根据我公司的实际生产情况,
在此范围内再划分出3个层深区间,0.85~1.1mm、1.1~1.4mm以及1.4~
1.7mm进行对比试验。在每个试样上打上钢印以便区分其层深,在一次淬火直接
送检的试样上多敲字母A的钢印。如7、7A(0.85~1.1mm),8、8A(1.1~
1.4mm),5、5A(1.4~1.7mm)。其中7A、8A、5A均是一次淬火试样。
(2)热处理工艺本次所有工艺试验均在我公司Aichelin4/2型多用箱式炉中进
行。
对比试验第一组,试样编号7、7A,层深为0.85~1.1mm。930℃强渗1h45min,
强渗期碳势1.1%,扩散碳势0.82%50min,降温至830℃(碳势0.75%)保温
0.5h,直接淬油(≥60℃),冷却至室温后140℃回火2h空冷。将两组试样分开,
试样7A作为一次淬火试样直接送检。试样7高温回火650℃×2h,空冷至室温;
800℃油淬(≥60℃),冷至室温后再140℃回火2h。
对比试验第二组,试样编号8、8A,层深为1.1~1.4mm。930℃强渗3h,强
渗期碳势1.2%,扩散碳势0.82%1h20min,降温至830℃(碳势0.72%)保温
0.5h,直接淬油(≥60℃),冷却至室温后140℃回火2h空冷。将两组试样分开,
试样8A作为一次淬火试样直接送检。试样8高温回火650℃×3h,空冷至室温;
800℃油淬(≥60℃),冷至室温后再140℃回火3h。
对比试验第三组,试样编号5、5A,层深为1.4~1.7mm。930℃强渗7.5h,强
渗期碳势1.2%,扩散碳势0.9%3.5h,降温至830℃(碳势0.72%)保温40min,
直接淬油(≥60℃),冷却至室温后140℃回火4h空冷。将两组试样分开,试样
5A作为一次淬火试样直接送检。试样5高温回火650℃×4h,空冷至室温;800℃
油淬(≥60℃),冷至室温后再140℃回火4h。
(1)检验标准本次试验按照本公司渗碳齿轮金相检验企业标准进行检验。碳化物
评定:常啮合齿轮1~5级合格;变速齿轮1~4级合格。马氏体、残留奥氏体
1~5级合格。心部铁素体:模数≤5,1~4级合格;模数>5,1~5级合格。有
效硬化层深度取极限硬度为550HV。
(2)检验结果0.85~1.1mm组试样淬硬层深、金相检验结果见表1,1.1~
1.4mm组试样淬硬层深、金相检验结果见表2,1.4~1.7mm组试样淬硬层深、
金相检验结果见表3。
可以看出在渗碳层深为0.85~1.7mm时,一次淬火的试样在马氏体和残留奥氏
体等级上均略高于经过二次淬火的试样,淬硬层深度、表面及心部硬度等均无较大
差异,符合标准。
原工艺中高温回火使马氏体和残留奥氏体分解为回火索氏体,降低渗层中铬、碳的
含量。重新二次淬火时,因奥氏体中的铬、碳等元素含量减少,稳定性降低,淬火
后残
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