Page 74 - 理化检验-物理分册2019年第五期

杨 娥, 等: ２０MnCr５ 钢齿轮轴渗碳淬火后表面缺陷原因分析

常情况下, 防渗碳涂料渗入钢材的深度应该是一致
的, 通过后续的机加工可以将表面异常层完全去除.
一旦防碳渗涂料在局部堆积, 堆积部位防渗碳涂料
渗入钢材的深度肯定会加深, 正常的机加工余量不
能保证完全去除表面异常层, 从而有少许渗层残留
在工件表面.
以上分析结果表明, 防渗碳涂料在使用过程中
出现异常.可从防渗碳涂料本身质量、 零件刷涂前
图 ４ 斑疤横截面微观形貌
表面是否清理干净、 是否刷涂均匀等方面进行具体
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分析 [ ６Ｇ７ ] .具体可参考JB / T５０７２－２００７ « 热处理保
２ 分析与讨论 护涂料一般技术要求» 及JB / T９１９９－２００８ « 防渗涂
料 技术条件».
该齿轮轴的化学成分符合标准要求, 齿轮轴上
的斑疤仅出现在齿轮轴表面不需要渗碳的部位, 渗 ３ 结论及建议
碳部位则未见此类缺陷. SEM 分析结果表明, 造成
防渗碳涂料中低熔点物质沿齿轮轴基体的晶界
齿轮轴车削后表面有斑疤的主要原因为钢材基体中
渗入齿轮轴基体中, 在随后的淬回火过程中导致齿
有异物渗入.异物的渗入破坏了钢材基体的 连续
轮轴基体连续性被破坏, 从而在车加工后表面出现
性, 从而导致车削后表面不光滑.从斑疤部位横截
斑疤缺陷.
面金相检验结果可知, 缺陷区域呈弧形分布, 说明异
建议加强防渗碳涂料的质量检查, 严格控制零
物是由某一个点开始逐渐向钢材深度及宽度方向渗
件刷涂前 表 面 质 量 及 刷 涂 质 量, 杜 绝 此 类 缺 陷 的
透.缺陷区域有部分碳元素渗入, 说明在渗碳过程
产生.
中防渗碳涂料没有起到防渗作用.
因齿轮轴各部位性能要求不一样, 因此在渗碳 参考文献:
热处理时需要对不允许渗碳的部位进行保护.一般
[ １ ] 姚立德, 吴 华, 刘 云 旭 ． 汽 车 渗 碳 齿 轮 用 钢 的 成 分 设
采用涂覆防渗碳涂料等方法进行局部防渗, 渗碳热
计[ J ] ． 金属热处理, ２００３ , ２８ ( ５ ): ２３Ｇ２６．
处理后再清除零件表面的涂层, 从而使整个零件在 [ ２ ] 程里 ． 模锻钢件 锻 造 生 产 中 的 铜 脆 龟 裂 分 析 与 预 防
渗碳热处理后得到较好的综合性能.该齿轮轴渗碳 [ J ] ． 热加工工艺, ２００６ , ３５ ( ２ ): ５８Ｇ６０．

热处理前使用的防渗涂料为某公司生产的 FCＧ１０８ [ ３ ] 赵金凤, 余 世 杰, 袁 鹏 斌 ． 不 锈 钢 薄 板 焊 接 裂 纹 成 因
型防渗涂料, 其主要成分为二氧化硅、 三氧化二铝、 分析[ J ] ． 理化检验( 物理分册), ２０１５ , ５１ ( ２ ): １５１Ｇ１５４．
氧化钾、 氧化钠、 铜粉、 锡粉等.与齿轮轴表面渗入 [ ４ ] 韩纪鹏, 李阳, 姜周华, 等 ． 钢中低熔点元素的危害及
的异物成分相似, 说明齿轮轴表面的异物来源于防 含锡钢的发展研究[ J ] ． 钢铁研究学报, ２０１４ , ２６ ( ４ ):
１Ｇ６．
渗碳涂料.
[ ５ ] 王维发, 王星, 王培科, 等 ． 采煤机齿轨轮淬火开裂原
防渗碳涂料中含有铜粉、 锡粉等低熔点金属及
因分析[ J ] ． 理化检验( 物 理 分 册), ２０１６ , ５２ ( ２ ): １４６Ｇ
其合金, 且这些金属聚集在钢材表面极易使钢材表
１４８．
面产生脆性开裂 [ ２Ｇ４ ] .渗碳过程中温度较高, 防渗碳
[ ６ ] 熊宜清, 罗学军 ． 防渗碳涂料的选择[ J ] ． 国外金属热
涂料中低熔点的物质沿钢材最薄弱的晶界 渗入钢
处理, ２００４ , ２５ ( １ ): ４６Ｇ４７．
中.在随后的淬回火冷却过程中, 渗入了低熔点物 [ ７ ] 张兴奎 ． 如何选用防渗涂料[ J ] ． 金属热处理, ２００２ , ２７
质的晶界容易开裂 [ ５ ] , 从而破坏基体的连续性. 正 ( ６ ): ２３Ｇ２６．

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