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石油机械渗碳件表面碳含量怎么控制

  石油机械渗碳件表面碳含量及其分布梯度对渗碳层性能有重要影响。如果表面碳含量过高或过低或脱碳,渗碳件的表面强化效果不好。我公司生产的渗碳件工艺流程为渗碳→炉内风冷→机加工→加热淬火→清洗→回火→磨削。渗碳后,工件表面在加热和淬火时略有脱碳,然后通过磨削去除脱碳层,校正淬火变形,可以较好地增加产品的尺寸精度。结合我公司的生产实践,分析了渗碳件表面碳含量的分布,决定了脱碳层的深度,验证了磨削余量的合理性。

  测试计划

  石油机械渗碳件采用20CrMnMo材料,要求表面碳浓度为0.75%~0.95%,较好的硬化深度为1.8~2.4mm,表面硬度为56~62Hrc。由于渗碳件的形状和结构不利于表面碳的检测,故采用炉内试样进行代表性检测。炉样规格为25mm×50mm,材质为20CrMnMo,数量为6个。渗碳设备为tqf-27-erm。

  (1)渗碳。带炉试棒标1-6号,工件渗碳后得到炉内风冷和渗碳工艺曲线。

  (2)二次淬火。4-6号试棒经渗碳空冷后,随工件重新加热淬火,气氛碳势设为0.18%,加热至840℃±10℃1h,用霍顿K油淬火。

  (3)样品制备。从试棒端部用线切割法制备直径为25mm×10mm的碳样,并在试棒表面和标签1-6上做标记。

  (4)表面碳检测。① 清洁表面碳样品。② 用千分尺测量样品的原始长度并记录。③ 1 mm,测量长度并记录。④ 用直读光谱仪测定并记录表面碳含量。⑤ 每0.1mm测量一次长度和碳含量。

  (5)更好地检测硬化层深度。采用维氏硬度计对4~6根试棒的硬化层深度进行了检测。

  (6)石油机械渗碳零件的物理解剖。对渗碳件的硬化层深度和金相组织进行了分析。