Hoe het koolstofgehalte van het oppervlak van gecarboneerd staal regelen?

Het koolstofgehalte aan het oppervlak en de verdelingsgradiënt van gecarboneerd staal onderdelen hebben een belangrijk effect op de eigenschappen ervan. Een hoog of laag koolstofgehalte aan het oppervlak of ontkoling zullen de oppervlakteversterking van carbonerende stalen onderdelen beïnvloeden. In het algemeen, het carboniseringsproces inclusief carboniseren → ovenluchtkoeling → mechanische verwerking → verwarming blussen → reinigen → temperen → slijpen, carboniseren opnieuw verwarmen blusproces om het werkstukoppervlak enigszins te ontkolen, slijpbehandelingen kunnen de ontkolingslaag verwijderen en de vervorming corrigeren in het blusproces kan de maatnauwkeurigheid van producten effectief verbeteren. Verschillende experimenten hebben aangetoond dat het koolstofgehalte van het oppervlak van gecarboneerde onderdelen de diepte van de ontkolingslaag kan bepalen en de noodzaak van een malingstoeslag kan verifiëren.

 

Testontwerpschema

Carboniseringsmateriaal 20CrMnMoH, vereisten voor oppervlaktekoolstofconcentratie 0.75% ~ 0.95%, carbonerende effectieve hardingslaagdiepte 1.8 ~ 2.4 mm, oppervlaktehardheid 56 ~ 62HRC. Omdat de vorm en structuur van het carbonerende stalen onderdeel niet geschikt zijn voor het detecteren van oppervlaktekoolstof, moet het monster met de oven worden gebruikt met een afmeting van 25 mm × 50 mm, en de hoeveelheid 6. Carboniseringsapparatuur voor Ipsen multifunctionele ovenproductielijn QTF -27-ERM.

(1) Carbureren.

Met de oven test stalen staaf gemarkeerd nr. 1-6, carboniseren na luchtkoeling in de oven.

(2) Secundair blussen.

Na carbonering en luchtkoeling worden de 4 ~ 6 stalen teststaven opnieuw verwarmd en geblust met het werkstuk. Het koolstofpotentieel van de atmosfeer wordt ingesteld op 0.18%, 840 uur verwarmd tot 10 ℃ ± 1 ℃ en de Hofton K-olie wordt geblust.

(3) Monstervoorbereiding.

Het koolstofmonster met een oppervlak van 25 mm x 10 mm werd gemaakt van het uiteinde van de teststaaf door middel van lijnsnijden, en het testoppervlak en label 1 ~ 6 werden gemarkeerd.

(4) Detectie van oppervlaktekoolstof. Maak het koolstofmonster van het oppervlak schoon; Meet de oorspronkelijke lengte van het monster met een micrometer en noteer deze; Oppervlakte slijpen hoeveelheid 0.1 mm, gemeten en geregistreerd de lengte; Het koolstofgehalte aan het oppervlak werd gedetecteerd door een spectrometer met directe aflezing; Meet de lengte en het koolstofgehalte een keer per 0.1 mm slijpen.

(5) Effectieve detectie van de diepte van de verhardingslaag. De diepte van de geharde laag werd gemeten door Vickers hardheidstester voor nr. 4 ~ nr. 6 teststaaf.

(6) Fysiek onderzoek van gecarboneerde onderdelen. De diepte van de uitgeharde laag en metallografische analyse van gecarboniseerde onderdelen werden uitgevoerd.

 

Testresultaten en analyse

Drie monsters werden 8 keer vermalen en hun koolstofgehalte aan het oppervlak werd gemeten. De enkele maalhoeveelheid, de cumulatieve maalhoeveelheid en het overeenkomstige koolstofgehalte aan het oppervlak van elke teststaaf werden in detail geregistreerd. Volgens de testgegevens ligt het koolstofgehalte aan het oppervlak van nr. 1 ~ 3 geteste staven tussen 0.8% ~ 0.85% na carbonering en luchtkoeling en neemt de verdelingskromme van het koolstofgehalte aan het oppervlak geleidelijk af nabij de oppervlaktelaag. De multifunctionele ovenafdichting en het effect van de atmosfeerbescherming zijn beter. Vanwege de koolstofpotentiaal-instelling van de atmosfeer bij de secundaire verwarming van nr. 4-6 teststaven was echter veel lager dan die bij het carboneren, was het koolstofgehalte aan het oppervlak aanzienlijk "verminderd" in het oppervlak en het koolstofgehalte bij de diepte van 0.1 ~ 0.15 mm was 0.49% ~ 0.58%. Met een koolstofgehalte aan het oppervlak van 0.75% als limiet, is de diepte van de ontkolingslaag van de teststaaf ongeveer 0.29 ~ 0.36 mm en is de malingstoeslag 0.3 ~ 0.4 mm volgens de procesvereisten. Daarom kunnen de oppervlaktehardheid en slijtvastheid van gecarboniseerde onderdelen worden gegarandeerd na het slijpen, en kan de diepte van de uitgeharde laag na het slijpen ook voldoen aan de uiteindelijke vereisten van het product. Inspectieresultaten van gecarboneerde onderdelen na het slijpen worden weergegeven in de volgende tabel.

Materialen	Oppervlakte hardheid HV	Geharde laagdiepte / Mm	Carbide kwaliteit	Resterende austenietvolume	Ontkoling van het oppervlak
20CrMnMoH	699	2.1	1	20%	Geen

 

Volgens de testresultaten van het carboniseren van stalen staaf en het carboneren van onderdelen, kunnen we weten dat de uniforme verdeling van het koolstofgehalte aan het oppervlak en het juiste slijpen na het blussen van carbonisatie de oppervlaktehardheid en slijtvaste prestaties kunnen verbeteren, evenals de maatnauwkeurigheid.