滲碳工藝常見難題及解決策略

滲碳件常見缺陷與對策

滲碳層出現(xiàn)大塊狀或網(wǎng)狀碳化物

缺陷產(chǎn)生原因：表面碳濃度過高 1．滴注式滲碳，滴量過大 2．控制氣氛滲碳，富化氣太多 3．液體滲碳，鹽浴氰根含量過高 4．滲碳層出爐空冷，冷速太慢 對策： 1．降低表面碳濃度，擴(kuò)散期內(nèi)減少滴量和適當(dāng)提高擴(kuò)散期濕度，也可適當(dāng)減少滲碳期滴量 2．減少固體滲碳的催碳劑 3．減少液體滲碳的氰根含量 4．夏天室溫太高，滲后空冷件可吹風(fēng)助冷 5．提高淬火加熱溫度50~80oC并適當(dāng)延長保溫時間 6．兩次淬火或正火+淬火，也可正火+高溫回火，然后淬火回火

滲層出現(xiàn)大量殘余奧氏體

缺陷產(chǎn)生原因： 1．奧氏體較穩(wěn)定，奧氏體中碳及合金元素的含量較高 2．回火不及時，奧氏體熱穩(wěn)定化 3．回火后冷卻太慢 對策： 1．表面碳濃度不宜太高 2．降低直接淬火或重新加熱淬火溫度，控制心部鐵素體的級別≤3級 3．低溫回火后快冷 4．可以重新加熱淬火，冷處理，也可高溫回火后重新淬火

表面脫碳

缺陷產(chǎn)生原因： 1．氣體滲碳后期，爐氣碳勢低 2．固體滲碳后，冷卻速度過慢 3．滲碳后空冷時間過長 4．在冷卻井中無保護(hù)冷卻 5．空氣爐加熱淬火無保護(hù)氣體 6．鹽浴爐加熱淬火，鹽浴脫氧不徹底 對策： 1．在碳勢適宜的介質(zhì)中補(bǔ)滲 2．淬火后作噴丸處理 3．磨削余量，較大件允許有一定脫碳層（≤0.02mm）

滲碳層淬火后出現(xiàn)屈氏體組織（黑色組織）

缺陷產(chǎn)生原因：滲碳介質(zhì)中含氧量較高：氧擴(kuò)散到晶界形成Cr、Mn、Si的氧化物，使合金元素貧化，使淬透性降低 對策： 1．控制爐氣介質(zhì)成分，降低含氧量 2．用噴丸可以進(jìn)行補(bǔ)救 3．提高淬火介質(zhì)冷卻能力

心部鐵素體過多，使硬度不足

缺陷產(chǎn)生原因： 1．淬火溫度低 2．重新加熱淬火保溫時間不足，淬火冷速不夠 3．心部有未溶鐵素體 4．心部有奧氏體分解產(chǎn)物 對策： 1．按正常工藝重新加熱淬火 2．適當(dāng)提高淬火溫度延長保溫時間

滲碳層深度不足

缺陷產(chǎn)生原因： 1．爐溫低、保溫時間短 2．滲劑濃度低 3.爐子漏氣 4．鹽浴滲碳成分不正常 5．裝爐量過多 6．工件表面有氧化皮或積炭 對策： 1．針對原因，調(diào)整滲碳溫度、時間、滴量及爐子的密封性 2．加強(qiáng)新鹽鑒定及工作狀況的檢查 3．零件應(yīng)該清理干凈 4．滲層過薄，可以補(bǔ)滲，補(bǔ)滲的速度是正常滲碳的1/2，約為0.1mm/h左右

滲層深度不均勻

缺陷產(chǎn)生原因： 1．爐溫不均勻 2．爐內(nèi)氣氛循環(huán)不良 3．炭黑在表面沉積 4．固體滲碳箱內(nèi)溫差大及催滲劑不均勻 5．零件表面有銹斑、油污等 6．零件表面粗糙度不一致 7．零件吊掛疏密不均 8．原材料有帶狀組織 對策： 1．滲碳前嚴(yán)格清洗零件 2．清理爐內(nèi)積炭 3．零件裝夾時應(yīng)均勻分布間隙大小相等 4．經(jīng)常檢查爐溫均勻性 5．原材料不得有帶狀組織 6．經(jīng)常檢查爐溫、爐氣及裝爐情況

表面硬度低

缺陷產(chǎn)生原因： 1．表面碳濃度低 2．表面殘余奧氏體多 3．表面形成屈氏體組織 4．淬火溫度高，溶入奧氏體碳量多，淬火后形成大量殘余奧氏體 5．淬火加熱溫度低，溶入奧氏體的碳量不夠，淬火馬氏體含碳低 6．回火溫度過高 對策： 1．碳濃度低，可以補(bǔ)滲 2．殘余奧氏體多，可高溫回火后再加熱淬火 3．有托氏體組織，可以重新加熱淬火 4．嚴(yán)格熱處理工藝紀(jì)律

表面腐蝕和氧化

缺陷產(chǎn)生原因： 1．滲劑不純有水、硫和硫酸鹽 2．氣體滲碳爐漏氣固體滲碳時催滲劑在工件表面融化，液體滲碳后，工件表面粘有殘鹽 3．高溫出爐，空冷保護(hù)不夠 4．鹽爐校正不徹底，空氣爐無保護(hù)氣氛加熱，淬火后不及時清洗 5．零件表面不清潔 對策： 1．嚴(yán)格控制滲碳劑及鹽浴成分 2．經(jīng)常檢查設(shè)備密封情況 3．對零件表面及時清理和清洗 4．嚴(yán)格執(zhí)行工藝紀(jì)律

滲碳件開裂

缺陷產(chǎn)生原因：

1．冷卻速度過慢，組織轉(zhuǎn)變不均勻

2．合金鋼滲后空冷，在表層托氏體下面保留一層未轉(zhuǎn)變奧氏體在隨后冷卻或室溫放置時， 轉(zhuǎn)變成馬氏體，比容加大，出現(xiàn)拉應(yīng)力

3．第一次淬火時，冷卻速度太快或工件形狀復(fù)雜]

4．材質(zhì)含提高淬透性的微量元素（Mo、B）太多等

對策：

1．滲后減慢冷卻速度，使?jié)B層在冷卻過程中完全共析轉(zhuǎn)變

2．滲后加快冷卻速度，得到馬氏體+殘余奧氏體。松弛內(nèi)層組織轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的拉應(yīng)力

3．淬火開裂應(yīng)減慢冷卻速度、含微量元素作工藝試驗，或提高淬火介質(zhì)溫度

高合金鋼氫脆

缺陷產(chǎn)生原因： 1．爐氣中含氫太高 2．滲碳溫度太高利于氫擴(kuò)散 3．滲后直接淬火，氫來不及析出以過飽和狀態(tài)存在于鋼中 對策： 1．滲碳后緩慢冷卻 2．直接淬火后，迅速在250oC以上回火 3．零件出爐前停止供給滲劑，通入氮氣排氫后，直接淬火

滲層碳濃度低

缺陷產(chǎn)生原因： 1．爐內(nèi)碳勢低，溫度低，滴量少，爐子漏氣 2．工件表面形成碳黑或被炭黑覆蓋，裝爐量太多 3．爐子氣氛不均勻，爐壓太低，使?fàn)t子局部造成死角 4．工件間距離太小，爐子循環(huán)不暢 5．滲后冷卻時脫碳 對策： 1．滲碳時，經(jīng)常檢查爐溫、滲劑滴量 2．注意爐氣、爐壓 3．防止?fàn)t子漏氣和風(fēng)扇停轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn) 4．工件之間距離大于1cm 5．經(jīng)常燒碳黑，清理爐內(nèi)積炭，滲后入冷卻井冷卻，在井中倒煤油或甲醇保護(hù)

滲碳層過厚

缺陷產(chǎn)生原因：

1．滲碳溫度太高，保溫時間太長

2．滴量過大，爐內(nèi)碳勢高

3．試樣檢驗不準(zhǔn)

對策：

1．針對原因，采取工藝措施

2．滲層超過圖樣上限要求，不合格，但與圖樣規(guī)定相差0.05mm時，可以仲裁合格或申請回用

滲碳件畸變過量

缺陷產(chǎn)生原因： 1．滲碳時裝爐方法或夾具選擇不當(dāng) 2．滲碳溫度太高，爐氣、爐壓不均和不穩(wěn)定 3．直接淬火溫度過高 4．不適當(dāng)安排兩次淬火 5．加熱方式不當(dāng)，淬火劑及冷卻方式不當(dāng) 6．淬火返修次數(shù)太多 7．零件上滲碳層的濃度和深度不均勻，淬火時造成無規(guī)則翹曲 8．工件形狀復(fù)雜，壁厚不均勻，有的面滲碳，有的面不滲碳或少滲碳

對策： 1．長桿狀件應(yīng)垂直吊放，平板零件要平放，零件在夾具上要平穩(wěn)不能受預(yù)應(yīng)力，出爐操作要平穩(wěn)、爐溫要適當(dāng) 2．直接淬火應(yīng)預(yù)冷，盡量用一次淬火代替二次淬火，正確選擇熱處理工藝 3．預(yù)先留出機(jī)加工余量

滲碳速度很慢

缺陷產(chǎn)生原因：

1．溫度過低

2．滲劑太多，零件表面積炭

3．滲劑含硫量過多

4．風(fēng)扇軸承用MoS2潤滑，潤滑油進(jìn)入爐內(nèi)，使硫增加

5．風(fēng)扇軸承漏氣、氧氣進(jìn)入爐中

6．風(fēng)扇軸冷卻水滲漏入爐

對策

針對缺陷采取相應(yīng)措施

滲碳件淬火后表面剝落

缺陷產(chǎn)生原因： 1．固體滲碳劑活性過分強(qiáng)烈 2．滲碳溫度過高，大量碳原子滲入工件表面來不及擴(kuò)散，過渡不好形成表面碳濃度過高 對策： 1．將高碳勢件在保護(hù)氣氛中（碳勢（體積分?jǐn)?shù)）為0.8%）加熱2~4h，以減少表面碳濃度 2．也可將此件在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%~5%的蘇打和木炭中加熱至920~940oC，保溫2~4h，以減少表面碳濃度

零件上出現(xiàn)玻璃狀凸瘤

缺陷產(chǎn)生原因： 1．固體滲碳時，滲碳中由于SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%以上所致 2．SiO2高溫和Na2CO3作用，生成玻璃狀物質(zhì)粘附在工件表面，形成凸瘤 對策： 1．固體滲碳時，滲劑應(yīng)純凈 2．舊滲碳劑徹底篩去塵埃 3．去除滲劑中砂石及封口用耐火粘土

滲碳件出現(xiàn)反常組織（游離鐵素體，游離滲碳體或網(wǎng)狀鐵素體在二次滲碳體周圍）

缺陷產(chǎn)生原因： 1．鋼中和滲碳介質(zhì)中含氧量過高所致，使淬火時出現(xiàn)軟點使耐磨性降低 2．滲碳劑應(yīng)干燥去水分 對策： 1．適當(dāng)提高淬火溫度延長保溫時間，使組織均勻化 2．選用淬火烈度大的淬火介質(zhì)

過熱

缺陷產(chǎn)生原因： 1．滲碳時過勢或淬火加熱時過勢，使晶粒長大，脆性增加 2．滲碳時過勢，不但表層含碳量增加，同時碳化物也增加，出現(xiàn)萊氏體 對策： 1．采用正火，使晶粒細(xì)化 2．鹽爐加熱淬火，工件不能緊靠電極 3．檢查儀表是否失靈

審核編輯：黃飛