锻钢曲轴气体氮碳共渗后表面硬度偏低的挽救工艺

第22卷第3期 2001年6月 国外金属热处理 GUOWAIJINSHURECHULI V01．22．N0．3 Jun，200l 锻钢曲轴气体氮碳共渗后表面硬度偏低的挽救工艺 丹东五一八内燃机配件集团有限公司 (丹东 118009)安云鹏 摘 要 曲轴(42crMoA)经NH3+cO：气体氮碳共渗后表面硬度未达到要求，经试验采用500℃保温15h氨分解率 控制在15％．25％范围内的工艺重新渗氨，表面硬度达到技术要求，金相组织合格。 1 概况 柴油机锻钢曲轴材料为42CrMoA，单件重105 kg。技术要求：正火，调质处理255～302HBS；氮碳 共渗后表面硬度大于等于500HV；渗层深度大于等 于0．30mm；渗层的脆性、疏松、氮化物形态小于等 于2级；热处理工艺曲线如图1。由于设备漏气，供 氨不足，中途停电等等原因，生产过程中经常出现曲 轴氮碳共渗后表面硬度偏低，按原工艺返工表面硬 度仍然达不到技术要求的现象，若判废，将给企业造 成巨大经济损失，因此找出一种挽救工艺显得尤为 p ＼ 魁 赠 冷炉通氨升温：通氨 量1000一l200L／h‘ T ：K黧叭I 60minl 重要。 2 曲轴氮碳共渗后表面硬度偏低的原因 我们对硬度偏低的曲轴进行检查发现，表面硬 度均在410～495HV0．1范围，渗层深度为0．32～ O．45mm；基体，氮化层金相均良好。由此可见表面硬 度低是因为炉子漏气，氨流量不足或退氮不充分，炉 内氮势低，使曲轴表面氮浓度低而不能形成足够氮 化物。 560℃±10℃ 到温测氨分解率， 通氨量1400～l500L／h， 通二氧化碳量750ml／min 随炉冷至400℃ ＼．出炉NQ液冷 通氨量 000—1200L／h 图1 N—c共渗工艺曲线 3 挽救工艺 由于曲轴已按原正常工艺进行返工，但表面硬 度没有达到要求，说明经过一次氮碳共渗后的曲轴 在正常工艺条件下表面很难形成高的氮浓度，原因 是在较高的共渗温度下，氨分解率高，氮原子扩散速 度快，使表面吸氮不足，氮化物形成速度太低，没有 足够的氮化物，从而达不到提高表面硬度的目的。 _ ＼ 越 赠 冷炉通氨升温：通氨 量1000～l200L／h 时间 我们受到气体三段氮化原理的启发，它的第一 段采用较低的氨分解率，比较长的氮化时间使表面 堆积大量的氮，第二阶段再升高温度使氮原子迅速 向内扩散从而达到提高表面硬度的目的。因此我们 参考气体氮化的第一段工艺参数，制定曲轴返工工 艺如下，见图2。 ＼本 氨分解率15％～25％。＼≮ ：￡qU 通氨量l400一l500 出炉 L／h。不通二氧化碳 ＼通氮量 looO—l200L／h 15h 图2 挽救工艺曲线 冷 (下转第38页) 万方数据万方数据 万方数据万方数据