Wie kann der Kohlenstoffgehalt der Oberfläche von aufgekohltem Stahl kontrolliert werden?

Der Oberflächenkohlenstoffgehalt und sein Verteilungsgradient von einsatzgehärteten Stahlteilen haben einen wesentlichen Einfluss auf deren Eigenschaften. Ein hoher oder niedriger Oberflächenkohlenstoffgehalt bzw. eine Entkohlung beeinflussen die Oberflächenhärtung der einsatzgehärteten Stahlteile. Im Allgemeinen umfasst der Einsatzhärtungsprozess folgende Schritte: Einsatzhärten → Ofenluftkühlung → mechanische Bearbeitung → Erhitzen und Abschrecken → Reinigen → Anlassen → Schleifen. Durch das erneute Einsatzhärten und Abschrecken wird die Werkstückoberfläche leicht entkohlt. Das Schleifen entfernt die Entkohlungsschicht und korrigiert Verformungen, die beim Abschrecken entstanden sind. Dadurch wird die Maßgenauigkeit der Produkte effektiv verbessert. Mehrere Experimente haben gezeigt, dass der Oberflächenkohlenstoffgehalt einsatzgehärteter Teile die Tiefe der Entkohlungsschicht bestimmt und somit die Notwendigkeit eines Schleifzuschlags bestätigt.

Testdesign-Schema

Aufkohlungsmaterial 20CrMnMoH, Anforderungen an die Kohlenstoffkonzentration an der Oberfläche 0.75% ~ 0.95%, Aufkohlung der effektiven Härtungsschichttiefe 1.8 ~ 2.4 mm, Oberflächenhärte 56 ~ 62 HRC. Da die Form und Struktur des Aufkohlungsstahlteils für den Nachweis von Oberflächenkohlenstoff nicht geeignet ist, sollte die Probe mit dem Ofen mit einer Größe von 25 mm × 50 mm und der Menge 6 verwendet werden. Aufkohlungsausrüstung für die Ipsen-Mehrzweckofen-Produktionslinie QTF -27-ERM.

(1) Aufkohlen.

Mit dem Ofentest Stahlstange Nr. 1-6, Aufkohlen nach Luftkühlung im Ofen.

(2) Sekundärabschrecken.

Nach dem Aufkohlen und der Luftkühlung werden die 4 ~ 6 Teststahlstangen wieder erwärmt und mit dem Werkstück abgeschreckt. Das Kohlenstoffpotential der Atmosphäre wird auf 0.18% eingestellt, 840 Stunde lang auf 10 ± 1 ° C erhitzt und das Hofton K-Öl wird abgeschreckt.

(3) Probenvorbereitung.

Die 25 mm × 10 mm Oberflächenkohlenstoffprobe wurde vom Ende des Teststabs durch Linienschneiden hergestellt, und die Testoberfläche und das Etikett 1 ~ 6 wurden markiert.

(4) Oberflächenkohlenstoffdetektion. Reinigen Sie die Oberflächenkohlenstoffprobe. Messen Sie die ursprüngliche Länge der Probe mit einem Mikrometer und zeichnen Sie sie auf. Oberflächenschleifmenge 0.1 mm, gemessen und aufgezeichnet die Länge; Der Oberflächenkohlenstoffgehalt wurde mit einem direkt ablesbaren Spektrometer erfasst; Messen Sie die Länge und den Kohlenstoffgehalt einmal pro Schleifung 0.1 mm.

(5) Effektive Detektion der Härtungsschichttiefe. Die Tiefe der gehärteten Schicht wurde mit einem Vickers-Härteprüfgerät für den Teststab Nr. 4 bis Nr. 6 gemessen.

(6) Körperliche Untersuchung von aufgekohlten Teilen. Die Tiefe der gehärteten Schicht und die metallographische Analyse von aufgekohlten Teilen wurden durchgeführt.

Testergebnisse und Analyse

Drei Proben wurden achtmal gemahlen und ihr Oberflächenkohlenstoffgehalt wurde gemessen. Die Einzelmahlmenge, die kumulative Mahlmenge und der entsprechende Oberflächenkohlenstoffgehalt jedes Teststabs wurden detailliert aufgezeichnet. Gemäß den Testdaten liegt der Oberflächenkohlenstoffgehalt von Nr. 8 bis 1 getesteten Stäben nach dem Aufkohlen und Luftkühlen zwischen 3% und 0.8%, und die Verteilungskurve des Oberflächenkohlenstoffgehalts nimmt in der Nähe der Oberflächenschicht leicht ab. Die Mehrzweck-Ofenversiegelungsleistung und die Atmosphärenschutzwirkung sind besser. Aufgrund der Kohlenstoffpotentialeinstellung der Atmosphäre bei der Sekundärerwärmung von Teststäben Nr. 0.85-4 war diese jedoch viel niedriger als beim Aufkohlen, der Oberflächenkohlenstoffgehalt war in der Oberfläche signifikant "verringert" und der Kohlenstoffgehalt bei Die Tiefe von 6 bis 0.1 mm betrug 0.15% bis 0.49%. Mit dem Oberflächenkohlenstoffgehalt von 0.58% als Grenze beträgt die Tiefe der Entkohlungsschicht des Teststabs etwa 0.75 bis 0.29 mm, und die Schleifzugabe beträgt 0.36 bis 0.3 mm gemäß den Prozessanforderungen. Daher kann die Oberflächenhärte und Verschleißfestigkeit von aufgekohlten Teilen nach dem Schleifen garantiert werden, und die Tiefe der gehärteten Schicht nach dem Schleifen kann auch die Endanforderungen des Produkts erfüllen. Die Prüfergebnisse der aufgekohlten Teile nach dem Schleifen sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.

Aus den Testergebnissen des Aufkohlens von Stahlstangen und Aufkohlungsteilen können wir erkennen, dass die gleichmäßige Verteilung des Kohlenstoffgehalts der Oberfläche und das geeignete Schleifen nach dem Aufkohlen die Oberflächenhärte und die Verschleißfestigkeit sowie die Maßgenauigkeit verbessern können.