熱處理過(guò)程控制規(guī)范

1、熱處理過(guò)程限制標(biāo)準(zhǔn)熱處理過(guò)程中的質(zhì)量限制,實(shí)際上是貫徹?zé)崽幚硐嚓P(guān)標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)程,包括熱處理設(shè)備及儀表哦那個(gè)之、工藝材料及槽液限制、工藝過(guò)程限制等,只有嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn),增強(qiáng)工藝紀(jì)律,才能將熱處理缺陷消滅在質(zhì)量的形成過(guò)程中,獲得高質(zhì)量的熱處理零件.1、相關(guān)熱處理工藝及質(zhì)量限制要求標(biāo)準(zhǔn)GB/T16923-1997鋼的正火與退火處理；GB/T16924-1997鋼的淬火和回火處理;GB/T18177-1997鋼的氣體滲氮;JB/T4155-1999氣體氮碳共滲；JB/T60481992鹽浴熱處理；JB/T3999-1999鋼件的滲碳與碳氮共滲淬火回火;JB/T9201-1999鋼鐵件的感應(yīng)淬火回火處理JB/

2、T10175-2000熱處理質(zhì)量限制要求2、加熱設(shè)備及儀表要求:2.1、 加熱設(shè)備要求:2.1.1 加熱爐需按有效加熱區(qū)保溫精度爐溫均與性要求分為六類,其控溫精度、儀表精度和記錄紙刻度等要求,見(jiàn)下表7:加熱爐類別有效加熱區(qū)精度c控溫精度C記錄儀表精度%記錄紙刻度C/mmI±3士10.2<2n±5±1.50.5<4m士10±50.5<5w士15±80.5<6V±20士100.5<8VI±25士100.5010允許用修改量程的方法提升分辨力依據(jù)相關(guān)熱處理工藝標(biāo)準(zhǔn),具體熱處理工藝對(duì)加熱爐技術(shù)要求,見(jiàn)下

3、表8:工藝類型加熱爐類別有效加熱區(qū)保溫精度c正火與退火VI士25外法蘭正火應(yīng)限制在土15淬火與回火IV士15滲碳、氮碳共滲、碳氮共滲軟氮化IV士15滲氮m士102.1.2加熱爐的每個(gè)加熱區(qū)至少有兩支熱電偶,一支記錄儀表,安放在有效加熱區(qū),另一支接控溫儀表.其中一個(gè)儀表應(yīng)具有報(bào)警的功能.2.1.3 每臺(tái)加熱爐必須定期檢測(cè)有效加熱區(qū),檢測(cè)方法按GB/T9452和JB/T6049的規(guī)定,其保溫精度應(yīng)符合表7要求.應(yīng)在明顯位置懸掛帶有有效加熱區(qū)示意圖的檢驗(yàn)合格證.加熱爐只能在有效加熱區(qū)檢驗(yàn)合格證規(guī)定的有效期內(nèi)使用,檢測(cè)周期見(jiàn)下表9:加熱爐類別有效加熱區(qū)檢測(cè)周期儀表檢定周期I13n66m66w66V12

4、12VI12122.1.4現(xiàn)場(chǎng)使用的溫度測(cè)量系統(tǒng),在正常使用狀態(tài)下定期做系統(tǒng)效驗(yàn).效驗(yàn)時(shí),檢測(cè)熱電偶與記錄表熱電偶的熱距離應(yīng)靠近.校驗(yàn)應(yīng)在加熱爐處于熱穩(wěn)定狀態(tài)下進(jìn)行,當(dāng)超過(guò)上述允許溫度偏差時(shí),應(yīng)查明原因排除或進(jìn)行修正.系統(tǒng)效驗(yàn)允許溫度偏差,見(jiàn)下表10:加熱爐類別i、n山、IV、V允許溫度偏差±1C±3C1.1.5 保護(hù)氣氛爐和化學(xué)熱處理爐的爐內(nèi)氣氛應(yīng)能限制和調(diào)節(jié).進(jìn)入加熱爐的氣氛不允許直接沖刷零件.1.1.6 對(duì)氣體滲碳含碳氮共滲爐,滲氮含氮碳共滲軟氮化爐,在有效加熱區(qū)檢驗(yàn)合格后還應(yīng)進(jìn)行滲層深度均勻性檢驗(yàn),試樣放置位置參照有效加熱區(qū)保溫精度檢測(cè)熱電偶布點(diǎn)位置,檢驗(yàn)方法按GB

5、/T9450和GB/T11354的規(guī)定.氣體滲碳爐、滲氮爐中有效硬化層深度偏差,見(jiàn)表11和表12:表11滲碳爐有效硬化層深度偏差值要求mm硬化層深度<0.50.5-1.50>1.52.50>2.50有效硬化層深度偏差±0.05士0.10±0.15±0.25表12滲氮爐有效硬化層深度偏差值要求mm硬化層深度<0.1>0.10.2>0.20.45>0.45有效硬化層深度偏差±0.01士0.025士0.035±0.051.1.7 爐內(nèi)的加熱介質(zhì)不應(yīng)使被加熱工件外表產(chǎn)生超過(guò)技術(shù)文件規(guī)定深度的脫碳、增碳、增氮和腐

6、蝕等現(xiàn)象.1.1.8 感應(yīng)熱處理加熱電源及淬火機(jī)床：1.1.8.1 感應(yīng)加熱電源輸出功率及頻率必須滿足熱處理要求,輸出功率限制在土5%,或輸出電壓在土2.5%范圍內(nèi).感應(yīng)熱處理機(jī)床和限時(shí)裝置應(yīng)滿足工藝要求.2.1.8.2感應(yīng)淬火機(jī)床精度要求如下表13:檢驗(yàn)工程精度主軸錐孔徑向跳動(dòng)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)面的跳動(dòng)頂尖連線對(duì)滑板移動(dòng)的平行度工件進(jìn)給速度變化量0.3mm0.3mm0.3mm夾持長(zhǎng)度小于2000mm正負(fù)5%1將檢驗(yàn)棒插入主軸錐孔,在距離主軸端面30mm處測(cè)量2裝上直徑大丁300mm的圓盤,在半徑150mm處測(cè)量3測(cè)量工作行程300mm的平均速度2.1.8.3限時(shí)裝置：感應(yīng)加熱電源或淬火機(jī)床應(yīng)根據(jù)需要

7、裝有限制加熱、延遲、冷卻時(shí)間的限時(shí)裝置包括定時(shí)器、時(shí)間繼電器等全部器件其綜合精度要求如下表14:綜合精度W0.1S時(shí)間范圍v1S1-6S>60SW0.15SW0.8S2.2 淬火槽要求：2.2.1 淬火槽的設(shè)置應(yīng)滿足技術(shù)文件條件對(duì)工件淬火轉(zhuǎn)移時(shí)間的規(guī)定.2.2.2 淬火槽的容積要適應(yīng)連續(xù)淬火和工件在槽中移動(dòng)的需求.2.2.3 淬火過(guò)程中,油溫一般保持在1080C,水溫一般保持在1040Co2.2.4 淬火槽一般應(yīng)有循環(huán)攪拌和冷卻裝置,可選用循環(huán)泵、機(jī)械攪拌或噴射對(duì)流裝置.必要時(shí),淬火槽可配備加熱裝置.2.2.5 淬火槽應(yīng)裝有分辨力不大于5c的測(cè)溫.2.3 儀表要求:2.3.1 現(xiàn)場(chǎng)使用的

8、控溫和記錄儀表等級(jí)應(yīng)符合表7要求,檢定周期按表9執(zhí)行.2.3.2 現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)校驗(yàn)用的標(biāo)準(zhǔn)電位差計(jì)精度應(yīng)不低于0.05級(jí),分辨力不低于1Uv,檢定周期為6個(gè)月.2.3.3 現(xiàn)場(chǎng)常用的熱電偶技術(shù)要求,見(jiàn)下表15:名稱分度號(hào)等級(jí)使用溫度允許溫度檢定周期標(biāo)準(zhǔn)鉗銬10-鉗Sn等標(biāo)準(zhǔn)3001300c±0.9C12月檢測(cè)銀銘-銀硅熱電偶KI0400C±1.6C3月4001100c士0.47%t鉗銬10-鉗SI01100C±1C12月11001600C±(1+(t1100)x0.003)n0-600C±1.5C6001600c士0.25%t鉗銬30-鉗銬6Bn6

9、001700c士0.25%t6月m8001700c士0.5%t銀電&-銀硅Kn0400C±3.06月n4001000c士0.75%t銅-康銅Tn-40+350C±1.06月m-200+40C±1.0或1.5%t銀銘-康銅Ei-40+800C±1.5一0.4%t6月n-40+900C士2.5或0.75%t備注1、t為測(cè)量溫度,C2、允許按實(shí)際需要縮短檢定周期.2.3.4其它儀表,如流量計(jì)、碳勢(shì)限制儀等應(yīng)在檢定有效期內(nèi)使用.2、熱處理工藝材料要求:常用的熱處理工藝材料包括淬火介質(zhì)、熱處理用鹽、化學(xué)熱處理滲劑等,是影響熱處理質(zhì)量的另一重要因素,為此,選

10、購(gòu)前應(yīng)有工藝材料質(zhì)量保證單或合格證,同時(shí),重要工藝材料推薦使用前按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)復(fù)檢,其具體技術(shù)要求與推薦復(fù)檢工程見(jiàn)下表16:材料名稱技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)推薦復(fù)檢工程甲醇純度?99.5%,水V0.3%GB683弱的滲碳?xì)夥?常用作稀釋氣體乙醇純度?90%,水V0.5%GB678無(wú)色透明易揮發(fā)液體燈用1號(hào)煤油主要含石蠟燒、烷煌及芳香煌的混合物,芳香煌1020%,硫W0.04%GB253色度重Cr酸鉀溶液1號(hào)氨氣純度?95%,水和油雜質(zhì)w5%,枯燥后水v1%GB536無(wú)色氣體,有強(qiáng)烈的刺激氣味普通淬火油40c運(yùn)動(dòng)粘度15.335.2X106m/s,閃點(diǎn)開(kāi)口不彳什160C,水w0.05%,腐蝕T3銅片合格,冷

11、卻特性JB/T6955運(yùn)動(dòng)粘度,閃點(diǎn),酸度,水分,腐蝕T3銅片,冷卻特性氯化鈉氯化鈉?98.5%,硫酸鹽w0.10%,鐵w0.01%,水不溶物工0.05%,水w0.25%JB/T9202白色結(jié)晶粉末純度,PH值,硫酸根,硝酸根,水氯化鉀氯化鉀?96.0%,硫酸鹽w0.10%,鐵w0.01%,水不溶物工0.05%,水w0.25%JB/T9202白色結(jié)晶粉末純度,PH值,硫酸根,硝酸根,水3、熱處理過(guò)程要求4.1 原材料要求：原材料的冶金質(zhì)量對(duì)熱處理質(zhì)量影響很大,如鋼中非金屬夾雜物、白點(diǎn)、帶狀組織、嚴(yán)重的碳化物偏析、發(fā)裂等,不僅在熱處理時(shí)易形成畸變開(kāi)裂、硬度缺乏、軟點(diǎn)等,而且對(duì)使用性能及使用壽命影

12、響也很大；在材料治理上操作不標(biāo)準(zhǔn)未作材料標(biāo)識(shí)、使用前未作火花鑒別等,造成混料、錯(cuò)料或非法材料代用等也是產(chǎn)生熱處理不合格的主要原因,為此,必須做到要求如下：（1） 應(yīng)向供貨單位要求提供原材料質(zhì)保書包括生產(chǎn)廠家、牌號(hào)、規(guī)格、供貨狀態(tài)等.（2） 假設(shè)需要材料代用,必須向我司產(chǎn)品開(kāi)發(fā)部辦理材料代用手續(xù).（3） 增強(qiáng)原材料治理,必須對(duì)原材料分類標(biāo)識(shí),預(yù)防混料,推薦使用前作火花鑒別等.4.2 工藝參數(shù)限制：嚴(yán)格按確定的?熱處理作業(yè)檢驗(yàn)指導(dǎo)書或熱處理工藝卡?中具體工藝參數(shù),包括熱處理設(shè)備、裝爐方式、裝爐量、加熱升溫方式、加熱溫度、保溫時(shí)間、冷卻方式、冷卻介質(zhì)、冷卻介質(zhì)溫度、滲劑種類、滲劑流量、感應(yīng)加熱溫度、

13、限時(shí)加熱時(shí)間及電參數(shù)陽(yáng)極電壓、陽(yáng)極電流、槽路電壓等；且按質(zhì)量檢驗(yàn)工程、標(biāo)準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行過(guò)程限制.4.3 熱處理常見(jiàn)缺陷與返修方法：4.3.1滲碳或碳氮共滲件常見(jiàn)缺陷與返修方法,見(jiàn)下表17:缺陷形式返修方法表層粗大塊狀或網(wǎng)狀碳化物1 .在降低碳勢(shì)氣氛下延長(zhǎng)保溫時(shí)間,重新淬火2 .在舒溫加熱擴(kuò)散后再淬火表層大量殘留奧氏體1 .冷處理2 .局溫回火后,重新加熱淬火3 .采用適宜的加熱溫度,重新淬火表向脫碳1 .在活性適宜的介質(zhì)中補(bǔ)滲2 .噴丸處理適用于脫碳層w0.02mm時(shí)外表非馬氏體組織提升淬火溫度或適當(dāng)延長(zhǎng)淬火加熱溫度時(shí)間,使奧氏體均勻化,并采用較快的淬火冷卻速度反常組織提升淬火溫度或適當(dāng)延長(zhǎng)

14、淬火加熱溫度時(shí)間,使奧氏體均勻化,并采用較快的淬火冷卻速度心部鐵素體過(guò)多按正常工藝重新加熱淬火滲層深度/、夠補(bǔ)滲滲層深度小均勻降低使用或報(bào)廢外表硬度低1 .外表碳濃度低者可補(bǔ)滲2 .殘奧多者可采用高溫回火或淬火后補(bǔ)一次冷處理去除殘留奧氏體3 .表回后托氏體者可重新加熱淬火外表腐蝕和氧化報(bào)廢開(kāi)裂報(bào)廢粗大碳氮化合物嚴(yán)格限制碳勢(shì)和氮?jiǎng)?特別共滲初期,必須嚴(yán)格限制氮的參加量屈氏體網(wǎng)提升加熱淬火溫度和米用冷卻水平較強(qiáng)的淬火介質(zhì)黑色組織重新加熱淬火,加快冷卻速度,或在黑色組織深度v0.02mm,米用噴丸強(qiáng)化備注：所有需要返修的次數(shù)不允許大于2次4.3.2滲氮件常見(jiàn)缺陷和返修方法,見(jiàn)下表18:缺陷類型返修方

15、法表向氧化色1.低壓噴細(xì)砂消除氧化色；2.于500520C再進(jìn)行25小時(shí)氮化,爐冷時(shí)繼續(xù)通氨200c以下出爐滲氮件變形超差進(jìn)行校直,再進(jìn)行低溫去應(yīng)力處理滲層出現(xiàn)網(wǎng)狀或脈狀氮化物520560c進(jìn)行擴(kuò)散處理滲氮層硬度低進(jìn)彳L次補(bǔ)充氮化,工藝為：510C,10小時(shí),氨分解率20-30%滲層太淺嚴(yán)格按兩段滲氮的第二段工藝進(jìn)彳L次氮化滲氮層脆性大進(jìn)彳L次退氮處理,工藝為：500-520C,35小時(shí),氨分解率?80%化合物層不致密,耐蝕性差,表向清理干凈,再進(jìn)彳L次氮化備注：所有需要返修的次數(shù)僅允許1次.4.3.3感應(yīng)淬火缺陷與返修方法,見(jiàn)下表19:缺陷名稱返修方法外表硬度過(guò)局或過(guò)低調(diào)整感應(yīng)淬火工藝及感應(yīng)

16、器與零件間隙精度,經(jīng)試件感應(yīng)淬火,檢驗(yàn)合格后再繼續(xù)生產(chǎn).外表硬度小均勻硬化層深度過(guò)淺淬火開(kāi)裂畸變4.3.4返修前必須退火的要求:假設(shè)因質(zhì)量問(wèn)題而返修的零件,對(duì)滲碳淬火后的零件、感應(yīng)淬火后的零件以及中碳鋼或中碳合金鋼淬火+低溫回火的零件,返修前必須退火處理.4.4 淬火后回火時(shí)間間隔要求與回火脆性預(yù)防：4.4.1 所有零件為了預(yù)防淬火過(guò)程中的應(yīng)力造成開(kāi)裂,必須在淬火后8小時(shí)內(nèi)進(jìn)行回火.4.4.2 淬火鋼回火時(shí),隨著回火溫度升高,其沖擊韌性總的趨勢(shì)是增大.但有一些鋼在一定溫度范圍回火后,沖擊韌性反而比在較低溫度回火后顯著下降.這種在回火過(guò)程中發(fā)生的脆性現(xiàn)象,稱為回火脆性.常見(jiàn)的回火脆性可分為低溫回

17、火脆性和高溫回火脆性.4.4.2.1 低溫回火脆性：所有淬火鋼包括碳鋼、合金鋼在200400度回火后出現(xiàn)的脆性,通常稱為低溫回火脆性,或稱為第一類回火脆性.因其與冷卻速度無(wú)關(guān),應(yīng)盡量預(yù)防在該區(qū)溫度范圍內(nèi)回火,或采用等溫淬火代替來(lái)預(yù)防.4.4.2.2 高溫回火脆性：以含有Cr、Ni、Mn、Si等元素為主的合金鋼在450650度回火后出現(xiàn)的脆性,通常稱為高溫回火脆性,或稱為第二類回火脆性.因其與冷卻速度無(wú)關(guān),應(yīng)采用快速冷卻油冷或水冷來(lái)預(yù)防.4.5 緊固件“允許脫碳層深度與去氫處理規(guī)定：4.5.1 依據(jù)GB3098.1標(biāo)準(zhǔn),緊固件性能等級(jí)與“允許脫碳層深度對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：性能等級(jí)8.89.810.91

18、2.9螺紋未脫碳層的最小高度,E0.50H10.67H10.75H1螺紋全脫碳層的最大深度,G0.015mm4.5.2去氫處理:氫脆的敏感性隨緊固件的強(qiáng)度增加而增加,對(duì)10.9級(jí)及以上的外螺紋緊固件或外表淬硬的自攻螺釘系列類零件已經(jīng)帶有淬硬鋼制墊圈的組合螺釘?shù)仍陔婂兒?小時(shí)內(nèi)應(yīng)進(jìn)行去氫處理,其工藝如下：在烘箱或回火爐中加熱190230C,保溫240分鐘或以上,空冷.4.6 薄鋼板,尤其2mm享的沖壓件,滲碳層深的嚴(yán)格限制：滲碳層深必須按其圖紙要求限制,絕不允許大于0.4mm.4.7 PPAP對(duì)熱處理的要求：做零件PPAP以工序秩序時(shí),必'須做零件熱處理PPAP以工序秩序.PPAP對(duì)熱處

19、理的要求包括：4.7.1 原材料要提供質(zhì)保證書,實(shí)物擺放整潔、標(biāo)識(shí)清楚,下料前有原材料與零件材料核準(zhǔn)記錄.4.7.2 在熱處理前必須對(duì)半成品零件材料與技術(shù)要求進(jìn)行明顯標(biāo)識(shí).4.7.3 必須完成?熱處理作業(yè)檢驗(yàn)指導(dǎo)書?制定,在進(jìn)行熱處理作業(yè)時(shí),及時(shí)如實(shí)填寫?生產(chǎn)記錄?、?操作記錄?.4.7.4 按?熱處理作業(yè)檢驗(yàn)指導(dǎo)書?要求提供零件質(zhì)量檢驗(yàn)記錄.4.7.5 對(duì)零件質(zhì)量檢驗(yàn)記錄的原始資料標(biāo)識(shí)存檔,保存有效期為2年.4.8 對(duì)熱處理生產(chǎn)的限制方式：4.8.1 必須按?熱處理作業(yè)檢驗(yàn)指導(dǎo)書?要求,在進(jìn)行熱處理作業(yè)時(shí),及時(shí)如實(shí)填寫?生產(chǎn)記錄?、?操作記錄?,且將熱處理設(shè)備儀表記錄紙、?生產(chǎn)記錄?、?操作記錄?及零件質(zhì)量檢驗(yàn)記錄原始資料保存2年,以備零件質(zhì)量問(wèn)題發(fā)生時(shí)追溯.4.9 熱處理變形后的矯正：零件經(jīng)熱處理后引起彎曲或翹曲變形超過(guò)圖紙技術(shù)或工藝要求范圍,必須校直；具體校正方法如下：4.9.1 冷態(tài)校正,方法如下：1冷壓校直法：最常用的校正方法.零件呈“C狀變形,使彎曲凸起部位向上,下面兩端各放一個(gè)“V型鐵