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氣體滲氮后磨削崩邊【 案例分享】

案例分享:氣體滲氮后磨削崩邊 

配油盤(見圖1)是液壓泵總成中的一個(gè)重要零件,與轉(zhuǎn)子組件組成液壓泵中的關(guān)鍵摩擦副。該配油盤材質(zhì)為38CrMoAl,加工工藝流程為:鍛造→正火→調(diào)質(zhì)→車銑加工→滲氮→磨削。其中調(diào)質(zhì)技術(shù)要求為:調(diào)質(zhì)硬度30~36HRC,金相組織按GB/T 11354—2005要求為1~2級(jí);滲氮技術(shù)要求為:表面硬度≥900HV10,滲氮硬化層深度0.2~0.4mm,滲氮層脆性、疏松、氮化物均為1~2級(jí)合格。

圖1  配油盤宏觀照片


某批零件在磨削工序出現(xiàn)裂紋、崩邊脫落現(xiàn)象,如圖2所示,問(wèn)題零件共200余件,缺陷均集中在配油盤的平面?zhèn)龋蛎鎮(zhèn)任窗l(fā)現(xiàn)類似問(wèn)題。針對(duì)這一問(wèn)題,進(jìn)行理化檢驗(yàn)分析,以找出具體原因。

圖2  配油盤崩邊脫落照片


1. 裂紋崩邊樣件分析
(1)化學(xué)成分分析
使用直讀式光譜儀對(duì)零件進(jìn)行化學(xué)成分分析,該零件設(shè)計(jì)材質(zhì)為38CrMoAl,實(shí)測(cè)結(jié)果見表1。

表1  配油盤化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))  (%)

從化學(xué)成分可以看出,零件化學(xué)成分符合GB/T 3077—2015中關(guān)于38CrMoAl的要求。

(2)滲氮表面硬度、金相組織等性能
對(duì)零件正常部位取樣進(jìn)行滲氮性能檢驗(yàn),包括表面硬度、脆性等級(jí)、疏松等級(jí)、氮化物等級(jí),結(jié)果見表2。

表2  配油盤正常無(wú)裂紋處滲氮表面硬度等參數(shù)

由表2可看出,正常部位滲氮后表面硬度、金相組織等均符合技術(shù)要求。


針對(duì)以上結(jié)果,特對(duì)發(fā)生裂紋崩邊處進(jìn)行取樣,檢驗(yàn)其滲氮金相組織,檢驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

圖3  配油盤崩邊脫落處金相


從圖3可看出,零件表面最外層存在全脫碳層,氮化物嚴(yán)重超標(biāo),呈連續(xù)網(wǎng)狀分布。個(gè)別嚴(yán)重部位表面氮化物層已脫落,殘留次表面的脫碳層。

經(jīng)過(guò)以上理化分析,造成裂紋崩邊的直接原因是尖邊部位滲氮后表面產(chǎn)生嚴(yán)重的氮化物,在磨削過(guò)程中,尖邊處與砂輪摩擦?xí)a(chǎn)生裂紋進(jìn)而崩邊脫落。而造成嚴(yán)重氮化物的根本是滲氮前表面存在脫碳層,給嚴(yán)重氮化物的產(chǎn)生提供了基礎(chǔ)。

下一步將對(duì)調(diào)質(zhì)態(tài)毛坯樣件進(jìn)行分析,以查找表面脫碳層產(chǎn)生的原因。

2. 調(diào)質(zhì)態(tài)樣件分析

對(duì)調(diào)質(zhì)狀態(tài)原材料進(jìn)行脫碳層深度檢驗(yàn),按GB/T 224—2008所規(guī)定的測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)定。實(shí)測(cè)脫碳層深約0.31mm,如圖4所示,調(diào)質(zhì)態(tài)金相組織如圖5所示。

圖4  調(diào)質(zhì)態(tài)脫碳層深


圖5  調(diào)質(zhì)態(tài)金相組織


該工件表面預(yù)留加工余量約1.2mm,從理論上來(lái)說(shuō)0.31mm的脫碳層是完全可以去除的,按廠內(nèi)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)脫碳層深度不得超過(guò)成品加工余量的1/3,該調(diào)質(zhì)態(tài)毛坯的脫碳層深是合格的。


3. 脫碳層存在原因查明
最后通過(guò)對(duì)機(jī)加工過(guò)程的調(diào)查發(fā)現(xiàn),該工件在前序車銑加工工序中,存在黑皮車不全等缺陷。對(duì)機(jī)加工定位夾緊工裝進(jìn)行驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)角度定位工裝出現(xiàn)偏移誤差,造成球面?zhèn)扰c平面?zhèn)葘?shí)際加工余量嚴(yán)重偏差。通過(guò)演示計(jì)算分析,該批工件實(shí)際加工過(guò)程中,平面?zhèn)燃庸び嗔孔钚√巸H0.1mm,這就不能完全去除脫碳層,為后來(lái)的滲氮工序埋下隱患。


4. 結(jié)語(yǔ)
(1)該批配油盤尖角棱邊處氮化物超標(biāo),造成脆性嚴(yán)重,需報(bào)廢處理。

(2)滲氮前零件表面不允許存在脫碳層,原材料檢驗(yàn)過(guò)程中,應(yīng)嚴(yán)格控制原材料脫碳層深度,不得超過(guò)后續(xù)加工余量的1/3。

(3)各工序加工過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)自檢,冷加工和熱加工工序間應(yīng)加強(qiáng)溝通。

作者:趙曉秀,劉愛龍,孟凡濤,楊同光

單位:山東常林機(jī)械集團(tuán)股份有限公司節(jié)能液壓元件及系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

來(lái)源:《金屬加工(熱加工)》雜志

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2019年12月12日 23:43 蔷薇 [福建省尤溪县网友]

你好,我是网站的管理员,看到您的网址这么好,想做个友情链接,可以吗?

2019年12月12日 20:06 三顾茅庐 [湖南省沅陵县网友]

你们钢管的光洁度怎么样?

2019年12月12日 19:57 不二心 [湖南省天元区网友]

请问,你们厂在哪里?想过来考察一下。

2019年12月12日 19:40 [湖北省当阳市网友]

请问,你们管子最长做多长?

2019年12月12日 19:25 沉默控 [江西省婺源县网友]

请问,你们欧标管做吗?

2019年12月12日 18:05 依诺 [四川省市辖区网友]

请问你们都做哪些国外标准?

2019年12月12日 16:57 痴心绝对 [广东省赤坎区网友]

品质保证,质量第一。

2019年12月12日 16:48 雁芙 [河南省临颍县网友]

技术领先才是真的领先

2019年12月12日 14:25 一曲忧柔寸断肠 [广东省连南瑶族自治县网友]

请问你们德标管做吗?

2019年12月12日 14:16 和风戏雨 [河南省市辖区网友]

蛮不错~

2019年12月12日 13:42 飞雪 [广东省禅城区网友]

请问你们的材料用的是哪个钢厂的?

2019年12月12日 13:10 寻觅 [黑龙江省郊区网友]

请问,你们钢管都有哪些材料?

2019年12月12日 12:23 泣幽鬼 [广西壮族自治区合山市网友]

好文,强推!收藏了!

2019年12月12日 9:58 追梦魂 [甘肃省皋兰县网友]

请问您 有EN10305的标准下载吗?

2019年12月12日 9:51 [江苏省兴化市网友]

请问你们精密管都有哪些规格?

2019年12月12日 8:59 投笔从戎 [湖南省市辖区网友]

天天都有更新呀,内容这么丰富!

2019年12月12日 8:56 无双未央 [四川省阿坝藏族羌族自治州网友]

有技术 走遍天下都不怕呀..

2019年12月12日 7:49 董Φ钢管厂¹³³³⁷⁸⁸³⁰⁸⁶ [江苏省常州市网友]

赞一个!

2019年12月12日 6:50 小猪梦想 [广东省徐闻县网友]

专业好文章!

2019年12月12日 6:22 [甘肃省岷县网友]

质量好才是真的好。

2019年12月12日 3:46 爱尔兰大侠 [湖南省岳阳市网友]

请问,问你们定购钢管 交货期一搬多少天?

2019年12月12日 3:35 和风戏雨 [河北省海港区网友]

你的微信号是多少?有个精密管问题想请教您一下。

2019年12月12日 2:48 梦中你给的温柔 [广西壮族自治区凤山县网友]

你好,打你们公司电话怎么没人接?有个钢管想问你们定。

2019年12月12日 2:44 [四川省攀枝花市网友]

您的手机号码是多少?有个钢管问题想请教一下。

2019年12月12日 1:46 [黑龙江省红星区网友]

可以弱弱的问一句,什么是同心度吗?

2019年12月12日 1:21 [安徽省市辖区网友]

请问你们钢管的精度做到多少丝?

2019年12月12日 1:14 思寸灰 [辽宁省铁西区网友]

你这篇文章我在钢管博客微信公众号上面看过了,到底是谁是原创呀!

2019年12月12日 0:56 幸福泉水 [安徽省花山区网友]

专业的 专家!

2019年12月12日 0:14 小柠檬

请问,您电话是多少?有个管子 的问题想请教一下。

2019年12月12日 0:06 [辽宁省鞍山市网友]

直线度是什么?

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