La teneur en carbone de la surface et son gradient de distribution de acier carburé les pièces ont un effet important sur ses propriétés. Une teneur en carbone de surface élevée ou faible ou la décarburation affectera le renforcement de la surface des pièces en acier de carburation. En général, le processus de carburation, y compris la carburation → refroidissement par air du four → traitement mécanique → trempe par chauffage → nettoyage → revenu → broyage, processus de trempe de réchauffage de carburation pour rendre la surface de la pièce légèrement décarburant, les traitements de meulage peuvent éliminer la couche de décarburation et corriger la distorsion en le processus de trempe, peut améliorer efficacement la précision dimensionnelle des produits. Plusieurs expériences ont prouvé que la teneur en carbone de surface des pièces carburées peut déterminer la profondeur de la couche de décarburation et vérifier la nécessité d'une tolérance de broyage.
Schéma de conception de test
Matériau de carburation 20CrMnMoH, exigences de concentration de carbone de surface 0.75% ~ 0.95%, profondeur de couche de durcissement efficace de carburation 1.8 ~ 2.4 mm, dureté de surface 56 ~ 62HRC. Étant donné que la forme et la structure de la pièce en acier de carburation ne conviennent pas à la détection du carbone de surface, l'échantillon avec le four doit être utilisé avec une taille de 25 mm × 50 mm et la quantité 6. Équipement de carburation pour la ligne de production de four multifonction Ipsen QTF -27-ERM.
(1) Carburation.
Avec la barre d'acier d'essai au four marquée no. 1-6, carburation après refroidissement par air dans le four.
(2) Trempe secondaire.
Après carburation et refroidissement par air, les 4 ~ 6 barres d'acier d'essai sont réchauffées et trempées avec la pièce à usiner. Le potentiel carbone de l'atmosphère est fixé à 0.18%, chauffé à 840 ℃ ± 10 ℃ pendant 1h, et l'huile Hofton K est trempée.
(3) Préparation des échantillons.
L'échantillon de carbone de surface de 25 mm x 10 mm a été fabriqué à partir de l'extrémité de la tige d'essai par coupe en ligne, et la surface d'essai et l'étiquette 1 ~ 6 ont été marquées.
(4) Détection de carbone de surface. Nettoyez l'échantillon de carbone de surface; Mesurez la longueur originale de l'échantillon avec un micromètre et enregistrez-la; Quantité de meulage de surface 0.1 mm, mesurée et enregistrée la longueur; La teneur en carbone de la surface a été détectée par spectromètre à lecture directe; Mesurez la longueur et la teneur en carbone une fois par meulage de 0.1 mm.
(5) Détection efficace de la profondeur de la couche de durcissement. La profondeur de la couche durcie a été mesurée par un testeur de dureté Vickers pour la barre d'essai n ° 4 ~ n ° 6.
(6) Examen physique des pièces carburées. La profondeur de la couche durcie et l'analyse métallographique des pièces carburées ont été réalisées.
Résultats de test et analyse
Trois échantillons ont été broyés 8 fois et leur teneur en carbone en surface a été mesurée. La quantité de broyage unique, la quantité de broyage cumulée et la teneur en carbone de surface correspondante de chaque tige d'essai ont été enregistrées en détail. Selon les données de test, la teneur en carbone de surface des barres testées n ° 1 ~ 3 est comprise entre 0.8% et 0.85% après carburation et refroidissement à l'air et la courbe de distribution de la teneur en carbone de surface diminue doucement près de la couche de surface. Les performances d'étanchéité du four polyvalent et l'effet de protection de l'atmosphère sont meilleurs. Cependant, en raison du réglage du potentiel de carbone de l'atmosphère dans le chauffage secondaire des barres d'essai n ° 4-6 était bien inférieur à celui de la cémentation, la teneur en carbone de surface était significativement «réduite» en surface et la teneur en carbone à la profondeur de 0.1 à 0.15 mm était de 0.49% à 0.58%. Avec une teneur en carbone de surface de 0.75% comme limite, la profondeur de la couche de décarburation de la tige d'essai est d'environ 0.29 à 0.36 mm et la tolérance de broyage est de 0.3 à 0.4 mm selon les exigences du processus. Par conséquent, la dureté de surface et la résistance à l'usure des pièces carburées peuvent être garanties après le meulage, et la profondeur de la couche durcie après le meulage peut également répondre aux exigences finales du produit. Les résultats d'inspection des pièces carburées après le meulage sont indiqués dans le tableau suivant.
Matériaux | Dureté de la surface
HV |
Profondeur de la couche durcie
/ Mm |
Nuance de carbure | Volume d'austénite résiduel | Décarburation de surface |
20CrMnMoH | 699 | 2.1 | 1 | 20% | Aucun |
Selon les résultats des tests de la barre d'acier de cémentation et des pièces de cémentation, nous pouvons savoir que la distribution uniforme de la teneur en carbone de surface et le meulage approprié après la trempe de cémentation peuvent améliorer la dureté de surface et les performances de résistance à l'usure, ainsi que la précision dimensionnelle.