刀具热处理工艺过程多数是周期作业,是一项集体操作。热处理工艺加工存在着工作界限不明确,如一批零件淬火可能由两个班次完成,淬火和回火常常由两个班次完成等,加之作业人员素质参差不齐,管理措施不够完善,生产过程中经常会出现质量问题。为了解决这些难题,不仅需投入大量时间还需投入大量精力,尽管如此,还可能达不到预期的目的。

    1.渗碳淬火齿轮硬度低

    一批滴注式气体渗碳氮化炉中渗碳淬火的800多件齿轮,要求渗碳淬火后表面硬度58~63HRC,而抽检时零件的表面硬度为52~56HRC。这是渗碳问题,还是淬火问题;淬火是加热问题,还是冷却问题,一时很难下结论。

    2.棒料淬火裂纹

    有一批φ14mm×240mm的40Cr俸料经调质处埋后,过了约一周时间(使用时)才被发现几乎全部开裂,裂纹形状为纵向单裂纹,多数裂纹裂透棒料的两端面。据此判断裂纹为淬火裂纹,而当班的操作人员却不认帐。查作业记录,只能查到该批棒料为二班淬火、三班回火,而零件材料、淬火温度和冷却介质等工艺参数都没有记录。笔者取一根棒料与45钢接头一同在盐浴炉中加热,然后在盐水中淬火冷却,冷却后约20~30min,该棒料开裂,并且裂纹形状与上述裂纹形状相同。

    3.箱式电阻炉退火硬度不均匀

    工艺路线为:退火→带锯下料→粗车→调质→精车→磨削→氮化。带锯下料时,经常发现一根棒料上硬度不均匀、局部硬度偏高,下料效率低,锯条磨损快。经分析,是因装炉时棒料长或棒料靠前。该箱式电阻炉炉口处既没有加热电阻丝,热量损失又大,因此对于一般箱式电阻炉,装炉时零件应距离炉口内侧200~300mm,才能保证炉内零件加热温度均匀。

    4.铸铁淬火应控制微量合金元素

    铸铁导热性差,淬火冷却时一般用油冷。铸铁的基体与钢相同,也是由珠光体和铁素体组成。铸铁含碳量高,含碳量增加虽然能够增加淬透性,但毕竟增幅不大。因此,提高铸铁件的淬透性:就靠铸铁中微量合金元素的作用,控制好合金元素含量,才能保证热处理淬火质量。

叶片泵定子,材料为耐磨合金铸铁,要求热处理硬度50~56HRC由于铸件中Cr、Mo、Mn和Sn等合金元素含量控制不好,因而热处理淬火后硬度不均匀,硬度偏低等现象时有发生。有人曾提出,淬火后硬度偏低是由于铸件铸态基体组织中珠光体比例少,要求在淬火前增加正火工序。试验表明,铸件经正火后再淬火,硬度依然偏低。

    总而言之,热处理过程中出现的问题,根本上还是人为造成的,都是由于工艺过程控制不严、生产管理混乱所致。