熱處理是機械制造中的一個重要環(huán)節(jié)。熱處理的質(zhì)量直接關系到產(chǎn)品或零件的內(nèi)部質(zhì)量和性能。影響熱處理質(zhì)量的因素有很多。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量符合國家標準或行業(yè)標準的要求,所有熱處理零件必須從原材料進廠開始,每個熱處理過程結(jié)束后進行嚴格的檢驗。如果產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量問題,不能直接轉(zhuǎn)入下一道工序,以保證產(chǎn)品質(zhì)量。此外,在熱處理生產(chǎn)中,一名稱職的檢查員不足以根據(jù)技術要求對熱處理后的工件進行質(zhì)量檢查和檢查。更重要的任務是成為一名好員工。在熱處理的生產(chǎn)過程中,首先要看操作人員是否嚴格執(zhí)行工藝規(guī)程,工藝參數(shù)是否正確。如果在質(zhì)量檢驗過程中發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題,應幫助操作人員分析質(zhì)量問題的原因,找出解決問題的辦法??刂瓶赡苡绊憻崽幚碣|(zhì)量的各種因素,確保生產(chǎn)出質(zhì)量可靠、用戶滿意的合格產(chǎn)品。
1.熱處理質(zhì)量檢驗的內(nèi)容
(一)預熱處理
預熱處理的目的是改善原材料的組織和軟化,促進機械加工,消除應力,獲得理想的熱處理原組織。一些大型預熱處理也是最終的熱處理,預熱處理一般采用正火和退火。
1)鑄鋼件擴散退火 由于在高溫長時間加熱晶粒易粗大,在退火后還應再進行一次完全退火或正火來細化晶粒。
2)結(jié)構鋼完全退火 一般用于改善組織、細化晶粒、降低硬度、消除應力等。
3)合金結(jié)構鋼等溫退火 主要用于42CrMo等鋼退火。
4)工具鋼球化退火 球化退火的目的是提高切削性能和冷變形性能。
5)應力退火 去應力退火的目的是消除鑄鋼件、焊接件、加工件的內(nèi)應力,減少后工藝的變形和開裂。
6)再結(jié)晶退火 再結(jié)晶退火的目的是消除工件的冷硬化。
7)正火 正火的目的是改善組織,細化晶粒,可作為預熱或最終熱處理。
上述退火與正火獲得的組織都是珠光體。在質(zhì)量檢驗中,重點是做工藝參數(shù)的檢查,即在退火及正火進行過程中,做流動檢查工藝參數(shù)的執(zhí)行情況,這是首要的,在過程結(jié)束后主要檢驗硬度,金相組織,脫碳深度,及退火正火目的項,帶狀,網(wǎng)狀碳化物等。
(二)判斷退火和正火缺陷
1)硬度過高 中碳鋼硬度過高,退火時加熱溫度過高,冷速過快。高碳鋼大多等待溫度低、保溫時間不足等。如果出現(xiàn)上述問題,可以根據(jù)正確的工藝參數(shù)重新退火,以降低硬度。
2)網(wǎng)狀組織 這種組織主要出現(xiàn)在亞分析和過分析鋼中,網(wǎng)狀鐵素體出現(xiàn)在亞分析鋼中,網(wǎng)狀碳化物出現(xiàn)在過分分析鋼中,因為加熱溫度過高,冷卻速度過慢,可以用正火消除。檢查應按規(guī)定的標準進行。
3)脫碳 退火或正火時,在空氣爐中進行,工件無氣體保護加熱時,金屬表面氧化脫碳。
4)石墨碳 石墨碳是由碳化物分解而成,主要是由于加熱溫度過高和保溫時間過長造成的。石墨碳出現(xiàn)在鋼中后,會發(fā)現(xiàn)淬火硬度低、軟點、強度低、脆性大、斷口灰黑等問題。當這種石墨碳出現(xiàn)時,工件只能報廢。
(三)最后熱處理
生產(chǎn)中最終熱處理的質(zhì)量檢驗通常包括淬火、表面淬火和回火。
1)變形。淬火變形應按要求進行檢查。如果變形超過規(guī)定,應進行校直。如果由于某種原因無法校直,且變形量超過加工余量,則可進行維修處理。方法是將工件在軟校直后火,以滿足要求。一般工件淬火回火后的變形量不大于2/3至1/2。
2)開裂。任何工件表面不得有裂紋,因此必須100%檢查熱處理件,重點檢查應力集中部位、尖角、鍵槽、薄壁孔、厚度交界處、突出凹陷處等。
3)過熱和過熱。用金相顯微鏡檢測過熱和過熱。工件淬火后,不得有粗針馬氏體過熱組織和晶界氧化過熱組織,因為過熱和過熱會降低強度,增加脆性,容易開裂。
4)氧化和脫碳。對于加工余量小的工件,應嚴格控制氧化和脫碳。切削工具和磨具不得脫碳。淬火件發(fā)現(xiàn)嚴重氧化脫碳時,加熱溫度必須過高或保溫時間過長,必須同時進行過熱檢查。
5)軟點。軟點會導致工件磨損和疲勞損壞,因此不允許有軟點。其原因主要是加熱和冷卻不當或原材料組織不均勻、帶狀組織和殘留脫碳層。軟點出現(xiàn)后,應及時修復。
6)硬度不足。通常工件淬火時加熱溫度過高,殘留奧氏體過多會降低硬度,加熱溫度低或保溫時間不足,淬火冷卻速度不足,操作不當會導致淬火硬度不足。上述情況只能進行維修。
7)鹽浴爐。高中頻率和火焰淬火工件不得燒傷。
最處理后的零件表面不得有腐蝕、磕碰、縮徑、損壞等缺陷。
二、熱處理質(zhì)量檢驗項目及方法。
熱處理零件的技術要求不同,熱處理工藝不同,質(zhì)量檢驗項目和方法也不同。熱處理生產(chǎn)中常用的質(zhì)量檢驗項目和方法如下。
(一)化學成分檢驗。
1)火花識別方法。經(jīng)驗豐富的檢查員和熱處理工可以通過觀察砂輪研磨材料產(chǎn)生的火花特性來識別零件材料的化學成分。
2)光譜分析方法。不同元素的光譜線的波長和強度可以用光譜儀測量和記錄,材料中的元素和含量可以通過對照光譜儀來獲得。
3)化學分析。在實驗室中,化學分析可以準確地分析金屬材料中所有元素的含量,這是工廠中最常用的。
4)微區(qū)化學成分分析。電子探針分析微區(qū)化學成分的方法x射線分析、俄歇電子能譜分析、離子探針分析等方法。
(二)宏觀組織檢查和斷口分析。
1)宏觀檢驗法。酸浸腐蝕常用于鋼材的宏觀經(jīng)驗,包括熱酸浸蝕、冷酸浸蝕、電解酸蝕等。
2)斷口分析。分析包括宏觀斷口分析和顯微斷口分析。
(三)顯微組織分析。
1)鋼熱處理后的纖維組織鑒定。
2)檢查鋼的顯微缺陷。
3)檢查鋼中非金屬夾雜物。
4)化學熱處理層深測定。
5)灰鑄鐵的組織檢驗。
6)組織分析常用于有色金屬。
(四)力學性能試驗。
1)熱處理零件的硬度檢驗。
2)熱處理零件的機械性能試驗。
(五)無損檢測。
1)檢測內(nèi)部缺陷。
2)表面缺陷檢測。