17CrNiMo6滲碳淬火工藝

陜西柴油機(jī)重工有限公司生產(chǎn)技術(shù)部 （興平 713105） 張曉云 溫云龍

我公司生產(chǎn)的某型柴油機(jī)用活塞銷和滾輪，材料均為17CrNiMo6（德國牌號），其化學(xué)成分見表1，其技術(shù)要求為表面滲碳淬火，心部力學(xué)性能要求見表2。該材料在熱處理過程中若滲碳爐內(nèi)碳勢控制不當(dāng)，很容易在零件的表面形成網(wǎng)狀或角狀碳化物，且很難通過熱處理方法除掉，該組織為不正常的組織，易導(dǎo)致零件淬火開裂或磨削開裂，造成批量報廢。

表1 17CrNiMo6化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） （%）

表2 力學(xué)性能

工件加工工藝路線為：下料→機(jī)加工→滲碳→機(jī)加工→淬火→機(jī)加工。為找到合理的熱處理工藝，進(jìn)行了生產(chǎn)試驗。

1.滲碳工藝試驗

（1）在井式滲碳爐中經(jīng)920℃保溫，爐內(nèi)碳勢控制為0.95%，經(jīng)過19h后出爐空冷。將隨爐試樣送理化室，用硬度法檢測試樣的有效硬化層深為1.86mm，組織有角狀碳化物，不合格。

（2）在井式滲碳爐中經(jīng)920℃保溫，爐內(nèi)碳勢控制為0.95%，經(jīng)過19h后爐冷至860℃后油冷。將隨爐試樣送理化室，用硬度法檢測試樣的有效硬化層深為1.85mm，組織有網(wǎng)狀碳化物，不合格。

（3）在井式滲碳爐中經(jīng)920℃保溫，爐內(nèi)碳勢控制為0.88%，經(jīng)過19h后爐冷至860℃后出爐油冷。將隨爐試樣送理化室，用硬度法檢測試樣的有效硬化層深為1.87mm，組織中無網(wǎng)狀、角狀碳化物，合格。

通過試驗：滲碳時爐內(nèi)碳勢過高是導(dǎo)致該材料出現(xiàn)網(wǎng)狀或角狀碳化物的主要原因，滲碳后的冷卻速度過慢也會出現(xiàn)網(wǎng)狀或角狀碳化物。對此，在滲碳工序中將碳勢控制為0.85%～0.88%，滲碳結(jié)束后爐冷至860℃后出爐油冷，并且在滲碳過程中采用定碳鋼箔測定爐內(nèi)的實際碳勢，以便及時調(diào)整到工藝范圍之內(nèi)。

2.淬火工藝試驗

將零件經(jīng)表3所示的溫度淬火后再經(jīng)160℃回火，其表面硬度與心部力學(xué)性能的關(guān)系詳見表3。

最終將淬火溫度確定為（780±10）℃，在此范圍內(nèi)既能滿足表面的硬度，又能保證心部強(qiáng)度。

表3 淬火溫度與力學(xué)性能

3.結(jié)語

通過17CrNiMo6滲碳淬火工藝試驗，解決了該材料滲碳層中的不合格組織，并通過調(diào)整淬火溫度滿足了圖樣要求的心部強(qiáng)度及表面硬度。