板材是經(jīng)沖壓加工制造成形的零件，現(xiàn)已普遍應(yīng)用于工業(yè)縫紉機和汽車等行業(yè)中。考慮到其沖壓和加工性能，許多零件采用低碳鋼制造，通過滲碳淬火處理，提高零件的強度和耐磨性。我廠熱處理設(shè)備為UBE-200可控氣氛滲碳爐。在多年生產(chǎn)過程中，我們遇到一些零件在滲碳淬火中出現(xiàn)的問題，現(xiàn)總結(jié)如下：

　　(1)由于淬火油的低溫冷速不足造成SPCC材料零件滲碳表層出現(xiàn)馬氏體與屈氏體混合組織。

　　SPCC材料成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)w(%)為：<0.12C，<0.50Mn，<0.040P，<0.045S。SPCC材料零件滲碳淬火后表面含碳量為0.85%左右，相當(dāng)于T8或T9鋼。其馬氏體轉(zhuǎn)變溫度為220℃左右。其滲碳淬火工藝為860℃×30min后滲碳80min(Cp為0.9%)后淬油。

　　我廠采用的淬火介質(zhì)為快速光亮淬火油，在更換整槽油后，發(fā)現(xiàn)SPCC材料零件強度和韌性嚴(yán)重降低，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)滲碳表層組織為馬氏體與屈氏體混合組織。由于是換油后出現(xiàn)的，因此認(rèn)為是淬火油引起的。一般認(rèn)為，出現(xiàn)屈氏體是淬火冷卻速度不夠造成的，也就是說是由于淬火油中溫階段即蒸汽膜階段冷速較慢造成的。新油的冷卻曲線如圖1中曲線a所示，其中溫階段冷速能夠達(dá)到快速光亮淬火油國家標(biāo)準(zhǔn)要求。為此我們測定了舊油的冷卻曲線，如圖1中曲線b所示。經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)，兩油的低溫冷速相差很多，特別是300℃以下，相差更大，因此我們認(rèn)為造成滲碳混合組織的原因是淬火油低溫冷速不夠。為此我們調(diào)整了新油的低溫冷速，調(diào)整后的冷卻曲線如圖1中曲線c所示，用調(diào)整后淬火油處理SPCC零件，滲碳淬火組織正常。

圖1　淬火油冷卻曲線

a.新油b.舊油c.調(diào)整后

　　因此我們認(rèn)為，淬火油的低溫冷速對具有相同的滲層碳濃度分布淬火件的組織有較大的影響，適當(dāng)?shù)靥岣叽慊鹩偷牡蜏乩渌�，能夠增加零件的淬火硬化層深，改善淬火組織，提高零件強度。

　　(2)由于零件表面脫碳造成的反常組織。

　　由板材制造的零件，其表面一般不加工或只進(jìn)行磨削加工，而且加工量很少。因此假如板材表面脫碳，在加工過程中脫碳層一般不會去掉，這樣滲碳淬火中就可能出現(xiàn)反常組織。

　　我們處理過SCM415零件，其材料成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)w%為：0.13～0.18C，0.15～0.35Si，0.60～0.85Mn，<0.030P，<0.030S，0.90～1.20Cr，0.15～0.35Mo。其滲碳淬火工藝為860℃均熱30min后滲碳60min(Cp為0.8%)后直接淬油。滲碳淬火硬化層深為0.3mm。零件只經(jīng)過一道磨光工序。在滲碳淬火后檢查發(fā)現(xiàn)，由表面向心部金相組織依次為馬氏體+碳化物，鐵素體+珠光體+馬氏體，板條馬氏體，即在滲碳層后出現(xiàn)了鐵素體+珠光體+馬氏體的反常組織。檢查原始零件，發(fā)現(xiàn)零件表面嚴(yán)重脫碳，脫碳層深達(dá)到0.4mm，因而在滲碳過程中，脫碳層沒有被全部滲上，在隨后的淬火中出現(xiàn)了反常組織。我們認(rèn)為，板材表面脫碳層深只要不超過滲碳層深的一半，對滲碳沒有太大的影響，但對較深的表面脫碳層必須引起注意，以防出現(xiàn)反常組織，降低零件使用壽命。

　　(3)由于零件裝爐方式不當(dāng)造成零件局部軟點

　　我們處理的2mm厚的薄壁件，要求滲碳淬火后表面硬度為(700±70)HV。原采用碼放7層的方式裝爐，滲碳淬火后，發(fā)現(xiàn)零件有局部軟點，最低硬度為420HV。由于所用設(shè)備的淬火油槽的冷卻攪攔裝置，使油的流向是由下向上，因此零件碼放7層后，阻擋了油的流動，造成油槽內(nèi)局部的油靜止不流動，使零件造成局部硬度軟點。

　　因此，將零件改成吊掛裝爐方法，保持油的流動通暢。為減少變型，設(shè)計專門的吊掛夾具，使零件垂直向下入油，零件淬火后硬度均勻性良好，滿足了用戶要求，得到用戶好評。