刀具熱處理工藝過程多數是周期作業,是一項集體操作。熱處理工藝加工存在著工作界限不明確,如一批零件淬火可能由兩個班次完成,淬火和回火常常由兩個班次完成等,加之作業人員素質參差不齊,管理措施不夠完善,生產過程中經常會出現質量問題。為了解決這些難題,不僅需投入大量時間還需投入大量精力,盡管如此,還可能達不到預期的目的。

    1.滲碳淬火齒輪硬度低

    一批滴注式氣體滲碳氮化爐中滲碳淬火的800多件齒輪,要求滲碳淬火后表面硬度58~63HRC,而抽檢時零件的表面硬度為52~56HRC。這是滲碳問題,還是淬火問題;淬火是加熱問題,還是冷卻問題,一時很難下結論。

    2.棒料淬火裂紋

    有一批φ14mm×240mm的40Cr俸料經調質處埋后,過了約一周時間(使用時)才被發現幾乎全部開裂,裂紋形狀為縱向單裂紋,多數裂紋裂透棒料的兩端面。據此判斷裂紋為淬火裂紋,而當班的操作人員卻不認帳。查作業記錄,只能查到該批棒料為二班淬火、三班回火,而零件材料、淬火溫度和冷卻介質等工藝參數都沒有記錄。筆者取一根棒料與45鋼接頭一同在鹽浴爐中加熱,然后在鹽水中淬火冷卻,冷卻后約20~30min,該棒料開裂,并且裂紋形狀與上述裂紋形狀相同。

    3.箱式電阻爐退火硬度不均勻

    工藝路線為:退火→帶鋸下料→粗車→調質→精車→磨削→氮化。帶鋸下料時,經常發現一根棒料上硬度不均勻、局部硬度偏高,下料效率低,鋸條磨損快。經分析,是因裝爐時棒料長或棒料靠前。該箱式電阻爐爐口處既沒有加熱電阻絲,熱量損失又大,因此對于一般箱式電阻爐,裝爐時零件應距離爐口內側200~300mm,才能保證爐內零件加熱溫度均勻。

    4.鑄鐵淬火應控制微量合金元素

    鑄鐵導熱性差,淬火冷卻時一般用油冷。鑄鐵的基體與鋼相同,也是由珠光體和鐵素體組成。鑄鐵含碳量高,含碳量增加雖然能夠增加淬透性,但畢竟增幅不大。因此,提高鑄鐵件的淬透性:就靠鑄鐵中微量合金元素的作用,控制好合金元素含量,才能保證熱處理淬火質量。

葉片泵定子,材料為耐磨合金鑄鐵,要求熱處理硬度50~56HRC由于鑄件中Cr、Mo、Mn和Sn等合金元素含量控制不好,因而熱處理淬火后硬度不均勻,硬度偏低等現象時有發生。有人曾提出,淬火后硬度偏低是由于鑄件鑄態基體組織中珠光體比例少,要求在淬火前增加正火工序。試驗表明,鑄件經正火后再淬火,硬度依然偏低。

    總而言之,熱處理過程中出現的問題,根本上還是人為造成的,都是由于工藝過程控制不嚴、生產管理混亂所致。