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热处理检验规范.pdf

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热处理 检验 规范
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热处理检验规范 属零件的内在质量主要取决于材料和热处理。 因热处理为特种工艺所赋予产品的 质量特性往往 又室补直观的内在质量,属于“内科”范畴,往往需要通过特殊 的仪器 (如: 各种硬度计、 金相显微镜、 各种力学性能机) 进行检测。 在 GB/T19000 -ISO9000系列标准中,要求对机械产品零部件在整个热处理过程中一切影响因 素实施全面控制,反映原材料及热处理过程控制,质量检 验及热处理作业条件 (包括生产与检验设备、技术、管理、操作人员素质及管理水平)等各方面均要 求控制,才能确保热处理质量。为此,为了提高我公司热处理产 品质量,遵循 热处理相关标准,按零件图纸要求严格执行,特制定本规范 一、使用范围: 本规范适用于零件加工部所有热处理加工零件。 二、硬度检验: 通常是根据金属零件工作时所承受的载荷,计算出金属零件上的应力分布,考虑 安全系数,提出对材料的强度要求,以强度要求,以强度与硬度的对应关系,确 定零件热处理后应具有大硬度值。为此,硬度时金属零件热处理最重要的质量检 验指标,不少零件还时唯一的技术要求。 1、常用硬度检验方法的标准如下: GB230 金属洛氏硬度试验方 法 GB231 金属布氏硬度试验方法 GB1818 金属表面洛氏硬度试验方 法 GB4340 金属维氏硬度试验方法 GB4342 金属显微维氏硬度试验方 法 GB5030 金属小负荷维氏试验方法 2、待检件选取与检验原则如下: 为保证零件热处理后达到其图纸技术(或工艺)要求,待检件选取应有代表性, 通常从热处理后的零件中选取, 能反映零件的工作部位或零件的工作部位硬度的 其他部位,对每一个待检件的正时试验点数一般应不少于3个点。 通常连续式加热炉(如网带炉):应在连续生产的网带淬火入回火炉前、回火后 入料框前的网带上抽检3-5件/时。且及时作检验记录。 同时,若发现硬度超差,应及时作检验记录。同时,若发现硬度越差,应及时进 行工艺参数调整,且将前1小时段的零件进行隔离处理(如返工、检)。 通常期式加炉(如井式炉、箱式炉):应在淬火后、回火后均从料框的上、中、 下部位抽检6-9件/炉,且及时作检验记录。 同时,若发现硬度超差,应及时进行工艺参数调整,且将该炉次的零件进行隔离 处理(如返工、逐检)。 通常感应淬火工艺及感应器与零件间隙精度调整,经首件(或批)感应淬火合格 后方可生产,且及时作检验记录。 3、硬度测量方法: 3.1各种硬度测量的试验条件,见下表1: 试验类别 硬度范围 压头要求 mm 预载荷 /N 总载荷/N 保荷时间 /S 布氏硬度 P:总载荷/N D:钢球压头直 径/mm 140-450HB (要求P= 30D 2 ) ∮10mm钢球 无 29421 10-15 ∮5mm钢球 7355 ∮2.5mm钢球 1839 4-140HB (要求P= 10D 2 ) ∮10mm钢球 9807 ∮5mm钢球 2452 ∮2.5mm钢球 613 洛氏硬度 70-85HBA 120°金刚石圆 锥体 98 588 10 30-100HRB ∮1.588mm钢球 980 20-67HBC 120°金刚石圆 锥体 1471 表面洛氏硬度 70-94HR15N 120°金刚石圆 锥体 29.4 147.1 10 42-86HR30N 294.2 20-78HR45N 441.3 常规维氏硬度 P:总载荷 14-1000HV 136°金刚石四 方角锥体 无 P分为:5、10、 20、30、50、 100/kg 10 小负荷维氏硬 度P:总载荷 P:总载荷分为: 0.2、0.3、0.5、 1、2、2.5、 3 /kg 显微维氏硬度 P:总载荷 P:总载荷分为: 0.01、0.02、 0.05、0.1、0.2、 0.5、1/kg 3.2测量硬化层深度不同的零件表面硬度时,硬度试验方法与试验力的一般选择, 见表2: 有效硬化层深度 表面硬度测量方法 采用标准 实验力,N ≤0.1 GB4342、GB5030 ≤9.807 >0.1-0.2 GB4340、GB5030 9.807-49.03 >0.2-0.4 GB4340 >49.03-98.07 GB1818(15N或30N标尺) 147.1或294.2 >0.4-0.6 GB4340 >98.07-294.2 GB230(A标尺) 588.4 >0.6-0.8 GB230(A或C标尺) 588.4或1471.0 >0.8 GB230(C标尺) 1471.0 备注 1、零件图纸硬度标注与实际硬度试验方法相对应 2、硬度测量时,若载圆柱面或球面上测量应按各自标准的规定进行硬度值修约。 3.3经不同热处理工艺处理后的表面硬度测量方法及其选择,见小表3: 热处 理类 别 表面硬度测量方法 选用原则 铸件 与锻 件 GB231 一般按GB231测量 正火 与退 火 GBG230,GB231,GB4340 淬火 回火 件 GBG230,GB231,GB4340, GB4341,GB/T13321 一般按GB230(C标尺) 测量,调质件可采用 GB231小件,薄件按 GB4340,GB4341测量 感应 淬火 件 GBG230,GB1818,GB4340,GB4341,GB/T13321,GB5350 一般按GB230(C标尺) 测量,硬化层较浅时可 采用 GB1818,GB4340,GB5350 渗碳 与碳 氮共 渗件 渗氮 件 GB1818,GB4340,GB4341, GB4342,GB/T13321,GB5350 一般按GB4340或 GB5350测量, 渗氮层大于0.3mm时可用 GB1818,化合物层硬度 按GB4342 氮碳 共渗 (软 氮 化) GB1818,GB4340, GB4342, GB5350 一般按GB4342或 GB5350测量 备注:(1)零件心部或基体硬度,一般按GB230.GB231或GB4340的试验方法测 量。 (2)若确定的硬度试验方法有几种试验力可供选择时,应选用试验条件允许的 最大试验力。 4、检验设备与人员: 4.1所有硬度计及标准硬度试块均应在计量部门检定的有效期内使用,不允许在 无检定合格证书或超过检定的有效期使用。 4.2应设立专职检验人员,且经正规培训与考核,具有正式的资格证书;生产线 的操作人员检验,应经一定培训,在专职检验人员的认可或指导下进行。 5、测量数据的表示与记录: 5.1硬度值的表示应按相应国家标准硬度试(检)验方法的规定,一般以硬度范 围法表示,标出上、下限值,如60-65HRC;特殊情况液可以只标下限值或 上 限值,应用不小于或不大于表示,如不大于229HBS;若记录换算硬度值时,应 在换算值后面加括号注明实测值 【如:48.5HRC(75.0HRA)】;若记录硬度平 均值时,应在硬度值平均值后米那加括号注明计算平均值所用的各测点硬度值 【如:64.0HRC(63.5HRC、64.0HRC、64.5HRC)】 5.2检验报告记录,包括零件名称、材料、检验数量、检验结果及检验人员与日 期。 三、金相试验 金相分析时用金相显微镜观察金属内部的组成相及组织组成物的内型以及它们 的相对量、大小、形态及分布等特征。材料的性能取决于内部的组织形态,而组 织又取决于化学成分及加工工艺,热处理时改变组织的主要工艺手段,因此,金 相分析是材料及热处理质量检验与控制的重要方法。 1、通常金相检验方法的标准如下: GB/T11354-1989 钢铁零件 渗氮层深度测测定和金相组织检验 GB/T9450-1988 钢铁渗碳淬火有效硬化层深度的测定与校核 GB/T9451-1988 钢件薄表面总硬化层深度或有效硬化层深度的 测定 GB/T5617-1985 钢的感应淬火或火焰火后有效硬化层深度的参 定 JB/T9204-1999 钢件感应淬火金相检验 JB/T9211-1999 中碳钢与中碳合金结合钢马氏体等级 JB/T7710-1995 薄层碳氮共渗或薄层渗碳显微组织检验 GB/T13298-1991 金相显微组织检验方法 GB/T13299-1991 钢的显微组织评定方法 GB6394-86 金属平均晶粒度测定法 NJ309-83 内燃机连杆螺栓金相检验标准 NJ326-84 内燃机活塞销 金相检验标准 2、金相试样的选取与检验步骤: 2.1金相试样的选取: 2.1.1纵向取样: 纵向取样是指沿着刚材的锻扎方向进行取样。主要检验内容为:非金属夹杂物的 变形程度、晶粒畸变程度、碳化物网、变形后的各种组织形貌、热处理的全面情 况等。 2.1.2横向取样 横向取样指垂直于钢材的锻扎方向进行取样。主要检验内容为:金属材料从表层 到中心的组织、显微组织状态、晶粒度级别、碳化物网、表面缺陷深度、氧化层 深度、腐蚀层深度、表面化学热处理及镀层厚度等。 2.1.3缺陷或失效分析取样: 截取缺陷分析的试样,应包括零件的缺陷部分在内;或在缺陷部分附近的正常部 位取样进行比较。 为此,通常检验零件的最重要项目为表层显微组织观察和硬化层深度测定,应横 向取样;但紧固体的螺纹部分的渗层检验需要纵向取样。 2.2金相检验步骤: 选样——金相切割机(或线切割机)取样—镶嵌机加热镶嵌-磨抛机磨光/抛光 -化学腐蚀(通常用4%硝酸酒精溶液)-金相观察/硬化层深度(或显微硬度) 测定-出具检验报告 2.3取样数量: 通常连续式加热炉(如网带炉):1件/4小时 通常周期式加热炉(如井式炉、箱式炉):2-3件/炉(装炉夹具不同部位) 备注:(1)金相试样以磨面面积小于400MM2,高度15-20MM为宜。 (2)试样的制备过程中,部允许因受热而导致组织变化,应避免试样边缘出现 圆角并防止改变斜截面试样的角度。 3、金相组织观察于判别: 3.1渗碳或碳氮共渗: 3.1.1适用于08F、Q235AF、20、20Cr等低碳或低合金钢的零件。 3.1.2试样应从渗碳或碳氮共渗零件上切取。 液可用于钢件的材质, 热处理状态, 有效厚度一致,避过经同炉渗碳或碳氮共渗处理的试样。 3.1.3薄层碳氮共渗件(层深≤0.3mm),表层碳含量应不低于 0.5%,氮含量应 不低于 0.1%。薄层渗碳钢件(层深≤0.3mm)表层碳含量应不低于0.5% 3.1.4渗层显微组织评级在淬火状态下进行(放大倍率为400倍)。 3.1.5针状马氏体级别及残余奥氏体级别评定:当渗层显微组织主要为针状马氏 体时,依据JB/T7710-1995标准图谱共分1-5级,其中1-2级合格。 3.1.6板条马氏体级别评定:当渗层显微组织主要为板条马氏体时,依据 JB/T7710-1995标准图谱共分1-5级,其中1-2级合格。 3.1.7渗层(层深≤0.3mm)碳化物级别评定:依据NJ326-84标准图谱共分1 -5级,其中1-3级合格。 3.1.8心部铁素体级别评定:依据JB/T7710-1995标准图谱共分1-5级,其中 一般零件1-4级合格,重要零件1-3级合格。 3.2渗氮或碳氮共渗(软氮化): 3.2.1渗氮前调质组织的检验: 3.2.1.1渗氮前调质组织级别(对大工件可在表面2mm深度范围内检查),依据 GB/T11354-1989标准图谱(放大倍率为500倍),回火索氏体中游离体素体数 量共分 1-5级,其中一般零件1-3级为合格,重要零件1-2级为合格。 3.2.1.2渗氮零件的工作面部允许由脱碳层或粗大的回火索氏体组织。 3.2.2试样应从渗碳零件上垂直于渗氮表面切取,也可用与零件的材料、处理条 件、加工精度相同,并经同炉渗氮处理的试样;检验部位应具有代表性,若检查 渗氮层脆性的试样,表面粗糙度要求>0.25-0.63mm,但不允许把化合物磨掉。 3.2.2渗氮层脆性检验:经气体渗氮的零件,必须进行脆性的检验。 3.2.2.1依据GB/T11354-1989标准图谱(放大倍率为100倍),渗氮层脆性级 别按维氏硬度压痕边角碎裂程度共分1-5级,其中一般零件1-3级为合格,重要 零件1-2级为合格。 3.2.2.2检验渗氮层脆性,采用维氏硬度计,试验力规定用98.07N(10kgf), 加载必须缓慢(在5-9s内完成),加载后停留5-10s,然后去载荷,同时, 每制件至少测3点,其中2点以上处于相同级别时,才能定级,否则,需重新测 定一次。 如由特殊情况经有关各方协商,亦可采用49.03N(5kgf)或294.21N(30kgf) 的试验力,但需按下表4的值换算。 试验力 (kgf) 压痕级别换算 49.03(5) 1 2 3 4 4 98.07(10) 1 2 3 4 5 294.21(30) 2 3 4 5 5 3.2.2.3渗氮层脆性应在零件工作部位或随炉试件的表面检验,对于渗氮后留由 磨量的零件也可在磨去加工余量后表面上测定。 3.2.3渗氮层疏松检验:经氮碳共渗(软氮化)的零件,必须进行疏松检验。 依据GB/T11354-1989标准图谱(放大倍率为500倍)取其疏松最严重的部位, 渗氮层疏松级别按表面化合物内微孔的形状、数量、密集程度共分1-5级,其 中一般零件1-3级为合格,重要零件1-2级为合格。 3.2.4渗氮扩散层中氮化物检验:气体渗氮的零件必须进行氮化物检验。 依据GB/T11354-1989标准图谱 (放大倍率为500倍) , 去其组织中最差的部位, 渗氮层中氮化物级别按情况共分1-5级,其中一般零件1-3级合格,重要零件 1-2级为合格。 3.3感应淬火: 3.3.1适用于中碳碳素钢(如45钢)和中碳合金钢(如40Cr)的机械零件。 3.3.2零件淬火后,表面不应有裂纹,灼伤等缺陷。 3.3.3零件经淬火,低温回火(≤200℃),金相组织按GB/T5617-1985标准共分 1-10级,规定如下: 硬度下限≥55HRC时,3-7级为合格。 硬度下限0.3mm的表面硬化层测定方法: 从零件表面垂直方向测量到规定的某种显微组织边界的距离。测定层深时,各种 强化工艺所规定的特征组织,见下表5: 强化工艺 材料 特征组织(体积分数) 感应淬火 碳钢、合金钢 淬火后检验,50%M 渗碳、碳氮共渗 碳钢、合金钢 退火太检验,50%F+P 渗氮、氮碳共渗 各种钢铁材料 渗氮后或经附加热处理, 心部组 织 4.1.2层深≤0.3mm的表面硬化层测定方法: 从表面垂直方向测量到与基体金属间的显微组织没有明显变化处的距离, 即总硬 化层深度。 4.2硬度法: 4.2.1从零件表面垂直方向测量到规定的显微硬度硬化层处的距离。测定层深时, 各种强化工艺下有效硬化层评定的参数,见下表6: 强化工艺 有效硬化层 界限硬度(HV) 推荐试验力/N 国家标准 感应淬火 DS 0.8HV MS 19.8(4.9-49) 2GB5617-1985 渗C,CN共渗 DC 550 9.8(4.9-49) GB9450-1988 渗N,NC共渗(软氮 化) DN 比基体硬度高 50 2.94(1.96-19.6) GB11354-1989 说明 1 HV MS 为技术要求规定的最低表面硬度 2( )内的数值为允许试验力范围 4.2.2渗碳和碳氮共渗有效硬化层(DC): 4.2.2.1渗碳和碳氮共渗共渗有效硬化层(DC),经热处理至最终硬度值后,离 表面三倍于有效硬化层处硬度小于450HV的零件, 可采用比550HV大的界限硬度 值(以25HV为一级)来测定有效硬化层深度。 4.2.2.2渗碳或碳氮共渗淬火后,有效硬化层深度:从零件表面到维氏硬度值为 550HV处的垂直距离。 测定硬度所采用的试验力为9.807N (1kgf) ; 特殊情况下, 经有关各方协议,也可采用4.903N(0.5kgf)范围的试验力,或采用表面洛氏 硬度计测定。 4.2.2.3若采用其他试验力或其他界限硬度值时,则应在字母DC后指明,如 0.5DC49.03/515, 表示采用49.03N (5kgf) 的试验力测定, 界限硬度值为 515HV, 渗碳层深度为0.5mm。 4.2.3渗氮和氮碳共渗(软氮化)有效硬化层(DN): 4.2.3.1从零件表面测至集体维氏硬度值高50HV处的垂直距离为渗氮层深度, 对于渗氮层硬度变化很平缓的钢件(如碳钢或低碳低合金钢制件),其渗氮 层 深度可以从试件表面沿垂直方向测至集体维氏硬度值高30HV处。 采用为适应度, 试验力规定为3.94N(0.3kgf)。备注:在3倍左右渗氮层深度的 距离处所测 得的硬度值(至少取3点平均)作为实测的基体硬度值。 4.2.3.2当渗氮层的深度与压痕尺寸不合适时,可由有关各方协商,采用1.96N (0.2kgf)-19.6N(2kgf)范围内的试验力,氮在HV后需注明:如HV 0.2 ,表示 用1.96N(0.2kgf)试验力。 4.2.3.3若采用其他试验力或其他界限硬度值时,则应在字母DN后指明,如 0.25DN300HV0.5,表示界限硬度值为300HV,试验力为4.903N(0.5kgf)时,渗氮 层深度为0.25mm。 4.2.4感应淬火有效硬化层(DS): 4.2.4.1从零件表面测至0.8HV MS 维氏硬度值处的垂直距离为感应淬火硬化层深 度。 4.2.4.2深度测量方法:零件经淬火,低温回火后,在维氏硬度试验机上用9.8N 的试验力,在垂直于零件表面的年横截面指定部位进行测量。经有关各方协议可 以采用4.9-49N范围的试验力,其测量方法按GB/T5617执行。 4.2.4.3若采用其他试验力或其他界限硬度值时,则应在字母DS后指明,如 DS4.9/0.9=0.6,表示采用4.9N(0.5kgf)的试验力测定,界限硬度值采用零件 所要求的最低表面硬度值0.9倍,测的硬化层深度为0.6mm。 4.2.5有效硬化层测定方法: 4.2.5.1原理:根据垂直于试样表面的横截面上硬度梯度来确定,即硬度值为纵 坐标, 至表面距离为横坐标, 绘制处硬度值随表面距离而变化的曲线, 如图所示: H 1H 2H Sd 1DC d 2到表面的距离 有效硬化层计算公式如下: 式中:HS为规定的硬度值。 d1、d2为最接近有效硬化层界限硬度值上下两点的距离。 H1、H2分别为d1、d2处硬度测量值。 4.2.5.2测量步骤: 在最终热处理后的零件横截面上进行,依据GB/T9451-1988标准要求,硬度压 痕在指定的宽度(W)为 1.5mm的范围内,沿与表面垂直的一条或多 条平行线上 进行。两相邻压痕间的距离(S)应不小于压痕对角线的2.5倍。从表面到各逐 次压痕衷心之间的距离, 每次增加不超过0.1mm (如d 2 -d 1 应小于0.1mm)。同时 , 测量表面到各压痕的积累距离的精度为±0.5um。 除有关双方由特殊协议外,压痕一般应在9.807N(1kgf)试验力下测出,并用 放大400倍左右的光学仪器测量。测量部位应经有关各方协商确定,并在磨抛过 的检测面上两条带内进行。 4.4调质:适用于40Cr、35CrMoA等钢,依据NJ309-83表准图谱(放大倍率为 500倍),以最差视场评定,调质处理后集体组织应为回火索氏体,允许有少量 铁素体(其含量应不大于3%),共分1-5级,其中1-3级合格。 4.5正火: 中碳钢、中碳合金钢(如40Cr)的正火后的金相组织为均匀分布的铁素体+片 状珠光体,根据GB/T6394-86标准图谱(放大倍率100倍),其晶粒度级别共 分1-10级,其中5-8级合格。 5、检验人员: 应设立专职检验人员,且经正规培训与考核,具有正式的资格证书。 6、检验记录: 检验报告记录,包括零件名称、件号、材料、检验数量、检验结果及检验人员与 日期。 四、热处理过程控制: 热处理过程中的质量控制,实际上是贯彻热处理相关标准的过程,包括热处理设 备及仪表哦那个之、 工艺材料及槽液控制、 工艺过程控制等, 只有严格执行标准, 加强工艺纪律,才能将热处理缺陷消灭在质量的形成过程中,获得高质量的热处 理零件。 1、相关热处理工艺及质量控制要求标准 GB/T16923-1997 钢的正火与退火处理; GB/T16924-1997 钢的淬 火和回火处理; GB/T18177-1997 钢的气体渗氮; JB/T3999-1999 钢件的渗碳与 碳氮共渗淬火回火; JB/T4155—1999 气体氮碳共渗; JB/T9201—1999 钢铁件的 感应淬火回火处理 JB/T6048—1992 盐浴热处理; JB/T10175—2000 热处 理质量控制要求 2、加热设备及仪表要求: 2.1、加热设备要求: 2.1.1加热炉需按有效加热区保温精度(炉温均与性)要求分为六类,其控温精 度、仪表精度和记录纸刻度等要求,见下表7: 加热炉类别 有效加热区精 度℃ 控温精度℃ 记录仪表精度% 记录纸刻度℃/mm Ⅰ ±3 ±1 0.2 ≤2 Ⅱ ±5 ±1.5 0.5 ≤4 Ⅲ ±10 ±5 0.5 ≤5 Ⅳ ±15 ±8 0.5 ≤6 Ⅴ ±20 ±10 0.5 ≤8 Ⅵ ±25 ±10 0.5 ≤10 允许用修改量程的方法提高分辨力 依据相关热处理工艺标准,具体热处理工艺对加热炉技术要求,见下表8: 工艺类型 加热炉类别 有效加热区保温精度 ℃ 正火与退火 Ⅵ ±25(外法兰正火应控制在 ±15) 淬火与回火 Ⅳ ±15 渗碳、氮碳共渗、碳氮共渗(软 氮化) Ⅳ ±15 渗氮 Ⅲ ±10 2.1.2加热炉的每个加热区至少有两支热电偶,一支记录仪表,安放在有效加热 区,另一支接控温仪表。其中一个仪表应具有报警的功能。 2.1.3 每台加热炉必须定期检测有效加热区,检测方法按GB/T9452和JB/T6049 的规定,其保温精度应符合表7要求。应在明显位置悬挂带有有效加热区示意图 的检验合格证。加热炉只能在有效加热区检验合格证规定的有效期内使用,检测 周期见下表9: 加热炉类别 有效加热区检测周期 仪表检定周期 Ⅰ 1 3 Ⅱ 6 6 Ⅲ 6 6 Ⅳ 6 6 Ⅴ 12 12 Ⅵ 12 12 2.1.4 现场使用的温度测量系统,在正常使用状态下定期做系统效验。效验时, 检测热电偶与记录表热电偶的热距离应靠近。 校验应在加热炉处于热稳定状态下 进行,当超过上述允许温度偏差时,应查明原因排除或进行修正。系统效验允许 温度偏差,见下表10: 加热炉类别 Ⅰ、Ⅱ Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ 允许温度偏差 ±1℃ ±3℃ 2.1.5保护气氛炉和化学热处理炉的炉内气氛应能控制和调节。进入加热炉的气 氛不允许直接冲刷零件。 2.1.6 对气体渗碳(含碳氮共渗)炉,渗氮(含氮碳共渗(软氮化))炉,在有 效加热区检验合格后还应进行渗层深度均匀性检验, 试样放置位置参照有效加热 区保温精度 检测热电偶布点位置,检验方法按GB/T9450和 GB/T11354的规定。 气体渗碳炉、渗氮炉中有效硬化层深度偏差,见表11和表12: 表11 渗碳炉有效硬化层深度偏差值 要求 (mm) 硬化层深度 1.5—2.50 >2.50 有效硬化层深度偏 差 ±0.05 ±0.10 ±0.15 ±0.25 表12 渗氮炉有效硬化层深度偏差值 要求 (mm) 硬化层深度 ≤0.1 >0.1—0.2 >0.2—0.45 >0.45 有效硬化层深度偏差 ±0.01 ±0.025 ±0.035 ±0.05 2.1.7 炉内的加热介质不应使被加热工件表面产生超过技术文件规定深度的脱 碳、增碳、增氮和腐蚀等现象。 2.1.8 感应热处理加热电源及淬火机床: 2.1.8.1 感应加热电源输出功率及频率必须满足热处理要求,输出功率控制在 ±5%, 或输出电压在±2.5%范围内。 感应热处理机床和限时装置应满足工艺要求。 2.1.8.2 感应淬火机床精度要求如下表13: 检验项目 精度 主轴锥孔径向跳动 回转工作台面的跳动 顶尖连线对滑板移动的平行度 工件进给速度变化量 0.3mm 0.3mm 0.3mm(夹持长度小于2000mm) 正负5% 1) 将检验棒插入主轴锥孔,在距离主轴端面30mm处测量 2) 装上直径大于300mm的圆盘,在半径150mm处测量 3) 测量工作行程300mm的平均速度 2.1.8.3 限时装置:感应加热电源或淬火机床应根据需要装有控制加热、延迟、 冷却时间的限时装置(包括定时器、时间继电器等全部器件)其综合精度要求如 下表14: 时间范围 综合精度 ≤1S 1—6S >60S ≤0.1S ≤0.15S ≤0.8S 2.2 淬火槽要求: 2.2.1 淬火槽的设置应满足技术文件条件对工件淬火转移时间的规定。 2.2.2淬火槽的容积要适应连续淬火和工件在槽中移动的需求。 2.2.3淬火过程中, 油温一般保持在10——80℃, 水温一般保持在10——40℃。 2.2.4 淬火槽一般应有循环搅拌和冷却装置,可选用循环泵、机械搅拌或喷射对 流装置。必要时,淬火槽可配备加热装置。 2.2.5 淬火槽应装有分辨力不大于5℃的测温。 2.3 仪表要求: 2.3.1 现场使用的控温和记录仪表等级应符合表 7 要求,检定周期按表9 执行。 2.3.2 现场系统校验用的标准电位差计精度应不低于0.05级, 分辨力不低于1Uv, 检定周期为6个月。 2.3.3 现场常用的热电偶技术要求,见下表15: 名称 分度号 等级 使用温度 允许温度 检定周期 标准铂铑 10-铂 S Ⅱ等标准 300—1300℃ ±0.9℃ 12月 检测镍铬-镍 硅热电偶 K Ⅰ 0—400℃ ±1.6℃ 3月 400—1100℃ ±0.47%t 铂铑10-铂 S Ⅰ 0—1100℃ ±1℃ 12月 1100—1600℃ ±(1+(t- 1100) ×0.003) Ⅱ 0—600℃ ±1.5℃ 600—1600℃ ±0.25%t 铂铑30-铂 B Ⅱ 600—1700℃ ±0.25%t 6月 铑6 Ⅲ 800—1700℃ ±0.5%t 镍铬-镍硅 K Ⅱ 0—400℃ ±3.0 6月 Ⅱ 400—1000℃ ±0.75%t 铜-康铜 T Ⅱ -40—+350℃ ±1.0 6月 Ⅲ -200—+40℃ ±1.0或1.5%t 镍铬-康铜 E Ⅰ -40—+800℃ ±1.5—0.4%t 6月 Ⅱ -40—+900℃ ±2.5或 0.75%t 备注 1、 t为测量温度,℃ 2、允许按实际需要缩短检定周期。 2.3.4 其它仪表,如流量计、碳势控制仪等应在检定有效期内使用。 2、 热处理工艺材料要求: 常用的热处理工艺材料包括淬火介质、热处理用盐、化学热处理渗剂 等,是影响热处理质量的另一重要因素,为此,选购前应有工艺材料质量保证单 或合格证,同时,重要工艺材料推荐使用前按相关标准复检,其具体技术要求与 推荐复检项目见下表16: 材料名称 技术要求 标准 特点 推荐复检项目 甲醇 纯度≥99.5%,水<0.3% GB683 弱的渗碳气氛, 常用作稀释气 体 乙醇 纯度≥90%,水<0.5% GB678 无色透明易挥 发液体 灯用1号 煤油 主要含石蜡烃、 烷烃及芳香 烃的混合物,芳香烃 10——20%,硫≤0.04% GB253 色度(重Cr酸 钾溶液)1号 氨气 纯度≥95%,水和油杂质 ≤5%,干燥后水<1% GB536 无色气体,有强 烈的刺激气味 普通淬火 油 40℃运动粘度(15.3- 35.2) ×10-6m/s,闪点 (开 口)不低于160℃,水 ≤0.05%,腐蚀 ( T—3 铜片) 合格,冷却特性 JB/T6955 运动粘度,闪 点, 酸度, 水分, 腐蚀(T—3铜 片),冷却特性 氯化钠 氯化钠≥98.5%,硫酸盐 ≤0.10%,铁≤0.01%,水不 溶物≤0.05%, 水≤0.25% JB/T9202 白色结晶粉末 纯度,PH值,硫 酸根,硝酸根, 水 氯化钾 氯化钾≥96.0%,硫酸盐 ≤0.10%,铁≤0.01%,水不 溶物≤0.05%, 水≤0.25% JB/T9202 白色结晶粉末 纯度,PH值,硫 酸根,硝酸根, 水 3、 热处理过程要求 4.1 原材料要求: 原材料的冶金质量对热处理质量影响很大,如钢中非金属夹杂物、白点、 带状组织、严重的碳化物偏析、发裂等,不仅在热处理时易形成畸变开裂、硬度 不足、软点 等,而且对使用性能及使用寿命影响也很大;在材料管理上操作不 规范(未作材料标识、使用前未作火花鉴别等),造成混料、错料或非法材料代 用等也是产生热处 理不合格的主要原因,为此,必须做到要求如下: (1) 应向供货单位要求提供原材料质保书(包括生产厂家、 牌号、 规格、供货状态等)。 (2) 若需要材料代用, 必须向我司产品开发部办理材料代用手续。 (3) 加强原材料管理,必须对原材料分类标识,防止混料,推荐 使用前作火花鉴别等。 4.2 工艺参数控制: 严格按确定的《热处理作业检验指导书(或热处理工艺卡)》中具体工艺参数, 包括热处理设备、装炉方式、装炉量、加热升温方式、加热温度、保温时间、冷 却方 式、冷却介质、冷却介质温度、渗剂种类、渗剂流量、感应加热温度、限 时加热时间及电参数 (阳极电压、 阳极电流、 槽路电压等) ; 且按质量检验项目、 标准与规 范要求进行过程控制。 4.3 热处理常见缺陷与返修方法: 4.3.1 渗碳(或碳氮共渗)件常见缺陷与返修方法,见下表17: 缺陷形式 返修方法 表层粗大块状或 网状碳化物 1. 在降低碳势气氛下延长保温时间,重新淬火 2. 在高温加热扩散后再淬火 表层大量残留奥 氏体 1. 冷处理 2. 高温回火后,重新加热淬火 3. 采用合适的加热温度,重新淬火 表面脱碳 1. 在活性合适的介质中补渗 2. 喷丸处理(适用于脱碳层≤0.02mm时) 表面非马氏体组 织 提高淬火温度或适当延长淬火加热温度时间,使奥氏体均匀化,并采 用较快的淬火冷却速度 反常组织 提高淬火温度或适当延长淬火加热温度时间,使奥氏体均匀化,并采 用较快的淬火冷却速度 心部铁素体过多 按正常工艺重新加热淬火 渗层深度不够 补渗 渗层深度不均匀 降低使用或报废 表面硬度低 1. 表面碳浓度低者可补渗 2. 残奥多者可采用高温回火或淬火后补一次冷处理清 除残留奥氏体 3. 表面有托氏体者可重新加热淬火 表面腐蚀和氧化 报废 开裂 报废 粗大碳氮化合物 严格控制碳势和氮势,特别共渗初期,必须严格控制氮的加入量 屈氏体网 提高加热淬火温度和采用冷却能力较强的淬火介质 黑色组织 重新加热淬火,加快冷却速度,或在黑色组织深度<0.02mm,采用喷 丸强化 备注:所有需要返修的次数不允许大于2次 4.3.2 渗氮件常见缺陷和返修方法,见下表18: 缺陷类型 返修方法 表面氧化色 1.低压喷细砂消除氧化色;2.于500—520℃再进行 2—5小时氮化,炉冷时继续通氨200℃以下出炉 渗氮件变形超差 进行校直,再进行低温去应力处理 渗层出现网状或脉状氮化 物 520—560℃进行扩散处理 渗氮层硬度低 进行一次补充氮化,工艺为:510℃,10小时,氨分 解率20-30% 渗层太浅 严格按两段渗氮的第二段工艺进行一次氮化 渗氮层脆性大 进行一次退氮处理,工艺为:500—520℃,3—5小时, 氨分解率≥80% 化合物层不致密,耐蚀性差,表面清理干净,再进行一次氮化 备注:所有需要返修的次数仅允许1次。 4.3.3 感应淬火缺陷与返修方法,见下表19: 缺陷名称 返修方法 表面硬度过高或过低 调整感应淬火工艺及感应器与零件间隙 精度,经试件感应淬火,检验合格后再 继续生产。 表面硬度不均匀 硬化层深度过浅 淬火开裂 畸变 4.3.4 返修前必须退火的要求: 若因质量问题而返修的零件,对渗碳淬火后的零件、感应淬火后的零件以 及中碳钢或中碳合金钢淬火+低温回火的零件,返修前必须退火处理。 4.4 淬火后回火时间间隔要求与回火脆性防止: 4.4.1 所有零件为了防止淬火过程中的应力造成开裂, 必须 在淬火后8小时内进行回火。 4.4.2 淬火钢回火时,随着回火温度升高,其冲击 韧性总的趋势是增大。但有一些钢在一定温度范围回火后,冲击韧性反而比在较 低温度回火后显着下降。这种在回火过程中发生的脆性现象,称为回火脆性。常 见的回火脆性可分为低温回火脆性和高温回火脆性。 4.4.2.1 低温回火脆性: 所有淬火钢(包括碳钢、合金钢)在200—400度回火后出现的脆性,通常称为 低温回火脆性,或称为第一类回火脆性。因其与冷却速度无关,应尽量避免在该 区温度范围内回火,或采用等温淬火代替来防止。 4.4.2.2 高温回火脆性: 以含有Cr、 Ni、 Mn、 Si等元素为主的合金钢在450——650度回火后出现的脆性, 通常称为高温回火脆性,或称为第二类回火脆性。因其与冷却速度无关,应采用 快速冷却(油冷或水冷)来防止。 4.5紧固件“允许脱碳层深度”与去氢处理规定: 4.5.1 依据GB3098.1标准,紧固件性能等级与“允许脱碳层深度”对应关系如 下: 性能等级 8.8 9.8 10.9 12.9 螺纹未脱碳层的最小高 度,E 0.50H1 0.67H1 0.75H1 螺纹全脱碳层的最大深 度,G 0.015mm 4.5.2 去氢处理: 氢脆的敏感性随紧固件的强度增加而增加, 对10.9级及以上的外螺纹紧固 件或表面淬硬的自攻螺钉系列类零件已经带有淬硬钢制垫圈的组合螺钉等在电 镀后8小时内应进行去氢处理,其工艺如下: 在烘箱或回火炉中加热190——230℃,保温240分钟或以上,空冷。 4.6 薄钢板,尤其2mm厚的冲压件,渗碳层深的严格控制: 渗碳层深必须按其图纸要求控制,绝不允许大于0.4mm。 4.7 PPAP对热处理的要求: 做零件PPAP(以工序秩序)时,必须做零件热处理PPAP(以工序秩序)。 PPAP对热处理的要求包括: 4.7.1 原材料要提供质保证书,实物摆放整齐、标识清楚,下料前有原材料与零 件材料核准记录。 4.7.2在热处理前必须对半成品零件材料与技术要求进行明显标识。 4.7.3必须完成《热处理作业检验指导书》制定,在进行热处理作业时,及时如 实填写《生产记录》、《操作记录》。 4.7.4按《热处理作业检验指导书》要求提供零件质量检验记录。 4.7.5对零件质量检验记录的原始资料标识存档,保存有效期为2年。 4.8 对热处理生产的控制方式: 4.8.1必须按《热处理作业检验指导书》
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