热处理工艺规范
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
6.3热处理常见缺陷与返修方法：
6.3.1高频淬火缺陷与返修方法，见下表：
表6.3.1
缺陷名称
返修方法
表面硬度过高或过低
调整感应淬火工艺及感应器与零件间隙精度，经试件感应淬火，检验合格后再继续生产。
表面硬度不均匀
硬化层深度过浅
淬火开裂
畸变
6.3.2返修前必须退火的要求：
若因质量问题而返修的零件，对高频淬火后的零件以及中碳钢或中碳合金钢淬火+低温回火的零件，返修前必须退火处理。
表5.1.1
加热炉类别
有效加热区精度℃
控温精度℃
记录仪表精度%
记录纸刻度℃/mm
Ⅰ
±3
±1
0.2
≤2
Ⅱ
±5
±1.5
0.5
≤4
Ⅲ
±10
±5
0.5
≤5
Ⅳ
±15
±8
0.5
≤6
Ⅴ
±20
±10
0.5
≤8
Ⅵ
±25
±10
0.5
≤10
注：允许用修改量程的方法提高分辨力。
依据相关热处理工艺标准，具体热处理工艺对加热炉技术要求，见下表：
淬火后回火时间间隔要求与回火脆性防止：
6.3.3所有零件为了防止淬火过程中的应力造成开裂，必须在淬火后8小时内进行回火。
6.3.4淬火钢回火时，随着回火温度升高，其冲击韧性总的趋势是增大。但有一些钢在
一定温度范围回火后，冲击韧性反而比在较低温度回火后显著下降。这种在回火过程中发生的脆性现象，称为回火脆性。常见的回火脆性可分为低温回火脆性和高温回火脆性。
表5.1.5
检验项目
精度
主轴锥孔径向跳动
回转工作台面的跳动
顶尖连线对滑板移动的平行度
工件进给速度变化量
0.3mm
0.3mm
0.3mm(夹持长度小于2000mm)
正负5%
1）将检验棒插入主轴锥孔，在距离主轴端面30mm处测量
2）装上直径大于300mm的圆盘，在半径150mm处测量
3）测量工作行程300mm的平均速度
5.2.2淬火槽的容积要适应连续淬火和工件在槽中移动的需求。
5.2.3淬火过程中，油温一般保持在10——80℃，水温一般保持在10——40℃。
5.2.4淬火槽一般应有循环搅拌和冷却装置，可选用循环泵、机械搅拌或喷射对流装置。必要时，淬火槽可配备加热装置。
5.2.5淬火槽应装有分辨力不大于5℃的测温。
6.4.4按《热处理作业检验规范》要求提供零件质量检验记录。
6.4.5对零件质量检验记录的原始资料标识存档，保存有效期为2年。
6.5对热处理生产的控制方式：
必须按《热处理作业检验规范》要求，在进行热处理作业时，及时如实填写《自检记录表》、《设备点检表》，且将热处理设备仪表记录纸、《自检记录表》、《设备点检表》及零件质量检验记录原始资料保存2年，以备零件质量问题发生时追溯。
标准铂铑10-铂
S
Ⅱ等标准
300—1300℃
±0.9℃
12月
检测镍铬-镍硅热电偶
K
Ⅰ
0—400℃
±1.6℃
3月
400—1100℃
±0.47%t
铂铑10-铂
S
Ⅰ
0—1100℃
±1℃
12月
1100—1600℃
±（1＋（t－1100）×0.003）
Ⅱ
0—600℃
±1.5℃
600—1600℃
±0.25%t
铂铑30-铂铑6
表5.1.2
工艺类型
加热炉类别
有效加热区保温精度℃
正火与退火
Ⅵ
±25（外法兰正火应控制在±15）
淬火与回火
Ⅳ
±15
5.1.2加热炉的每个加热区至少有两支热电偶，一支记录仪表，安放在有效加热区，另一支接控温仪表。其中一个仪表应具有报警的功能。
5.1.3每台加热炉必须定期检测有效加热区，检测方法按GB/T9452和JB/T6049的规定，其保温精度应符合表5.1.2要求。应在明显位置悬挂带有有效加热区示意图的检验合格证。加热炉只能在有效加热区检验合格证规定的有效期内使用，检测周期见下表：
6.6.3淬火压床校正：为了使零件淬火冷却时减少变形，应放在淬火压床，使冷却时限制零件变形。
6.6.4回火压床校正：对薄片零件应放在压模中夹紧回火，达到校正目的。
6.7现场管理
质量负责人对零件热处理质量负全面责任，应对生产现场不合格品（批次）管理，作标识（让步放行/返工/报废）以防止不合格品（批次）流入下道工序，造成热处理质量问题。
6.4 PPAP（生产件批准程序Production part approval process)对热处理的要求：
PPAP对热处理的要求包括：
6.4.1原材料要提供质保证书，实物摆放整齐、标识清楚，下料前有原材料与零件材料核准记录。
6.4.2在热处理前必须对半成品零件材料与技术要求进行明显标识。
6.4.3必须完成《热处理作业检验指导书》制定，在进行热处理作业时，及时如实填写《自检记录表》、《设备点检表》。
6.6.2.1热压校直法：与冷压校直法原理相同，对难冷压校直且易断件整体加热或在受
力最大部位进行局部加热至200℃再进行热压校直。
6.6.2.2局部烘热校直法。在钢件凸起部位用氧——乙炔慢慢烘热，使淬火马氏体转变成回火马氏体，凸起部位收缩，从而使变形矫正过来。
6.6.2.3热态反敲（反击）校直法。敲击变形凹面，使凹面产生塑性伸长，把变形校正过来。
（1）应向供货单位要求提供原材料质保书(包括生产厂家、牌号、规格、供货状态等)。
（2）若需要材料代用，必须向我司产品开发部办理材料代用手续。
（3）加强原材料管理，必须对原材料分类标识，防止混料，推荐使用前作火花鉴别等。
6.2工艺参数控制：
严格按确定的《热处理作业检验指导书（或热处理工艺卡）》中具体工艺参数，包括热处理设备、装炉方式、装炉量、加热升温方式、加热温度、保温时间、冷却方式、冷却介质、冷却介质温度、渗剂种类、渗剂流量、感应加热温度、限时加热时间及电参数（阳极电压、阳极电流、槽路电压等）；且按质量检验项目、标准与规范要求进行过程控制。
3、检验方式：抽检
抽检数量按每批产品的3%，但不得少于3件
4、判定准则：
同一试件不合格项目有两项或两项以上时，则直接判定该批产品出厂检验为不合格；有一项不合格项目者，则对该项加倍检验，如仍不合格，则该批产品出厂检验为不合格。
5、加热设备及仪表要求：
5.1加热设备要求：
5.1.1加热炉需按有效加热区保温精度（炉温均与性）要求分为六类，其控温精度、仪表精度和记录纸刻度等要求，见下表：
表5.1.4
加热炉类别
Ⅰ、Ⅱ
Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ
允许温度偏差
±1℃
±3℃
5.1.5高频淬火（感应热处理）加热电源及淬火机床：
5.1.5.1感应加热电源输出功率及频率必须满足热处理要求，输出功率控制在±5%，或输出电压在±2.5%范围内。感应热处理机床和限时装置应满足工艺要求。
5.1.5.2高频淬火机床精度要求如下表：
B
Ⅱ
600—1700℃
±0.25%t
6月
Ⅲ
800—1700℃
±0.5%t
镍铬-镍硅
K
Ⅱ
0—400℃
±3.0
6月
Ⅱ
400—1000℃
±0.75%t
铜-康铜
T
Ⅱ
-40—+350℃
±1.0
6月
Ⅲ
-200—+40℃
±1.0或1.5%t
镍铬-康铜
E
Ⅰ
-40—+800℃
±1.5—0.4%t
6月
Ⅱ
-40—+900℃
6.3.4.1低温回火脆性：
所有淬火钢（包括碳钢、合金钢）在200—400℃回火后出现的脆性，通常称为低温回火脆性，或称为第一类回火脆性。因其与冷却速度无关，应尽量避免在该区温度范围内回火，或采用等温淬火代替来防止。
6.3.4.2高温回火脆性：
以含有Cr、Ni、Mn、Si等元素为主的合金钢在450——650℃回火后出现的脆性，通常称为高温回火脆性，或称为第二类回火脆性。因其与冷却速度无关，应采用快速冷却（油冷或水冷）来防止。
5.3仪表要求：
5.3.1现场使用的控温和记录仪表等级应符合表5.1.1要求，检定周期按表5.1.3执行。
5.3.2现场系统校验用的标准电位差计精度应不低于0.05级，分辨力不低于1μv，检定周期为6个月。
5.3.3现场常用的热电偶技术要求，见下表：
表5.3.1
名称
分度号
等级
使用温度
允许温度
检定周期
6.6热处理变形后的矫正：
零件经热处理后引起弯曲或翘曲变形超过图纸技术（或工艺）要求范围，必须校直；具体校正方法如下：
6.6.1冷态校正，方法如下：
6.6.1.1冷压校直法：最常用的校正方法。
零件呈“C”状变形，使弯曲凸起部位向上，下面两端各放一个“V”型铁，在凸起部位上方施以静压，可造成适当的反向弯曲，静压力去除后，可使变形矫正过来。这种方法一般适用于低于HRC35以及感应淬火的硬化层小于零件直径或厚度的1/5的钢件。同时，要求感应淬火件校直后进行去应力处理，其工艺为：在烘箱或回火炉中加热150——160℃，保温60分钟或以上，空冷。
表5.1.3
加热炉类别
有效加热区检Βιβλιοθήκη Baidu周期
仪表检定周期
Ⅰ
1
3
Ⅱ
6
6
Ⅲ
6
6
Ⅳ
6
6
Ⅴ
12
12
Ⅵ
12
12
5.1.4现场使用的温度测量系统，在正常使用状态下定期做系统效验。效验时，检测热电偶与记录表热电偶的热距离应靠近。校验应在加热炉处于热稳定状态下进行，当超过上述允许温度偏差时，应查明原因排除或进行修正。系统效验允许温度偏差，见下表：
6.6.1.2冷态正敲（正击）校直法：与冷压校直法原理基本相同，但施加外力是冲击方式，一般可用锤击。
6.6.1.3冷态反敲（反击）校直法：在室温下，用高硬度的锤子，连续敲击变形钢铁的凹处，敲击使钢件产生小面积塑性变形，凹面伸长，使变形矫正过来。这种方法主要适用于硬度大于HRC50的淬火件。
6.6.2热态校正，方法如下：
xxx有限公司
工艺规范
编号：QWxx-xx
名称：热处理工艺规范
受控状态：
有效性：
持有部门：
日期：
1、范围：
包括我公司生产的各类热处理产品
2、引用标准：
GB/T16923－1997钢的正火与退火处理
GB/T16924－1997钢的淬火和回火处理
JB/T9201—1999钢铁件的感应淬火回火处理
JB/T10175—2000热处理质量控制要求
5.1.5.3限时装置：感应加热电源或淬火机床应根据需要装有控制加热、延迟、冷却时间的限时装置（包括定时器、时间继电器等全部器件）其综合精度要求如下表：
表5.1.6
时间范围
综合精度
≤1S
1—6S
＞60S
≤0.1S
≤0.15S
≤0.8S
5.2淬火槽要求：
5.2.1淬火槽的设置应满足技术文件条件对工件淬火转移时间的规定。
±2.5或0.75%t
备注
1、t为测量温度：℃2、允许按实际需要缩短检定周期。
6、热处理过程要求
6.1原材料要求：
原材料的冶金质量对热处理质量影响很大，如钢中非金属夹杂物、白点、带状组织、严重的碳化物偏析、发裂等，不仅在热处理时易形成畸变开裂、硬度不足、软点等，而且对使用性能及使用寿命影响也很大；在材料管理上操作不规范（未作材料标识、使用前未作火花鉴别等），造成混料、错料或非法材料代用等也是产生热处理不合格的主要原因，为此，必须做到要求如下：
6.3.1高频淬火缺陷与返修方法，见下表：
表6.3.1
缺陷名称
返修方法
表面硬度过高或过低
调整感应淬火工艺及感应器与零件间隙精度，经试件感应淬火，检验合格后再继续生产。
表面硬度不均匀
硬化层深度过浅
淬火开裂
畸变
6.3.2返修前必须退火的要求：
若因质量问题而返修的零件，对高频淬火后的零件以及中碳钢或中碳合金钢淬火+低温回火的零件，返修前必须退火处理。
表5.1.1
加热炉类别
有效加热区精度℃
控温精度℃
记录仪表精度%
记录纸刻度℃/mm
Ⅰ
±3
±1
0.2
≤2
Ⅱ
±5
±1.5
0.5
≤4
Ⅲ
±10
±5
0.5
≤5
Ⅳ
±15
±8
0.5
≤6
Ⅴ
±20
±10
0.5
≤8
Ⅵ
±25
±10
0.5
≤10
注：允许用修改量程的方法提高分辨力。
依据相关热处理工艺标准，具体热处理工艺对加热炉技术要求，见下表：
淬火后回火时间间隔要求与回火脆性防止：
6.3.3所有零件为了防止淬火过程中的应力造成开裂，必须在淬火后8小时内进行回火。
6.3.4淬火钢回火时，随着回火温度升高，其冲击韧性总的趋势是增大。但有一些钢在
一定温度范围回火后，冲击韧性反而比在较低温度回火后显著下降。这种在回火过程中发生的脆性现象，称为回火脆性。常见的回火脆性可分为低温回火脆性和高温回火脆性。
表5.1.5
检验项目
精度
主轴锥孔径向跳动
回转工作台面的跳动
顶尖连线对滑板移动的平行度
工件进给速度变化量
0.3mm
0.3mm
0.3mm(夹持长度小于2000mm)
正负5%
1）将检验棒插入主轴锥孔，在距离主轴端面30mm处测量
2）装上直径大于300mm的圆盘，在半径150mm处测量
3）测量工作行程300mm的平均速度
5.2.2淬火槽的容积要适应连续淬火和工件在槽中移动的需求。
5.2.3淬火过程中，油温一般保持在10——80℃，水温一般保持在10——40℃。
5.2.4淬火槽一般应有循环搅拌和冷却装置，可选用循环泵、机械搅拌或喷射对流装置。必要时，淬火槽可配备加热装置。
5.2.5淬火槽应装有分辨力不大于5℃的测温。
6.4.4按《热处理作业检验规范》要求提供零件质量检验记录。
6.4.5对零件质量检验记录的原始资料标识存档，保存有效期为2年。
6.5对热处理生产的控制方式：
必须按《热处理作业检验规范》要求，在进行热处理作业时，及时如实填写《自检记录表》、《设备点检表》，且将热处理设备仪表记录纸、《自检记录表》、《设备点检表》及零件质量检验记录原始资料保存2年，以备零件质量问题发生时追溯。
标准铂铑10-铂
S
Ⅱ等标准
300—1300℃
±0.9℃
12月
检测镍铬-镍硅热电偶
K
Ⅰ
0—400℃
±1.6℃
3月
400—1100℃
±0.47%t
铂铑10-铂
S
Ⅰ
0—1100℃
±1℃
12月
1100—1600℃
±（1＋（t－1100）×0.003）
Ⅱ
0—600℃
±1.5℃
600—1600℃
±0.25%t
铂铑30-铂铑6
表5.1.2
工艺类型
加热炉类别
有效加热区保温精度℃
正火与退火
Ⅵ
±25（外法兰正火应控制在±15）
淬火与回火
Ⅳ
±15
5.1.2加热炉的每个加热区至少有两支热电偶，一支记录仪表，安放在有效加热区，另一支接控温仪表。其中一个仪表应具有报警的功能。
5.1.3每台加热炉必须定期检测有效加热区，检测方法按GB/T9452和JB/T6049的规定，其保温精度应符合表5.1.2要求。应在明显位置悬挂带有有效加热区示意图的检验合格证。加热炉只能在有效加热区检验合格证规定的有效期内使用，检测周期见下表：
6.6.3淬火压床校正：为了使零件淬火冷却时减少变形，应放在淬火压床，使冷却时限制零件变形。
6.6.4回火压床校正：对薄片零件应放在压模中夹紧回火，达到校正目的。
6.7现场管理
质量负责人对零件热处理质量负全面责任，应对生产现场不合格品（批次）管理，作标识（让步放行/返工/报废）以防止不合格品（批次）流入下道工序，造成热处理质量问题。
6.4 PPAP（生产件批准程序Production part approval process)对热处理的要求：
PPAP对热处理的要求包括：
6.4.1原材料要提供质保证书，实物摆放整齐、标识清楚，下料前有原材料与零件材料核准记录。
6.4.2在热处理前必须对半成品零件材料与技术要求进行明显标识。
6.4.3必须完成《热处理作业检验指导书》制定，在进行热处理作业时，及时如实填写《自检记录表》、《设备点检表》。
6.6.2.1热压校直法：与冷压校直法原理相同，对难冷压校直且易断件整体加热或在受
力最大部位进行局部加热至200℃再进行热压校直。
6.6.2.2局部烘热校直法。在钢件凸起部位用氧——乙炔慢慢烘热，使淬火马氏体转变成回火马氏体，凸起部位收缩，从而使变形矫正过来。
6.6.2.3热态反敲（反击）校直法。敲击变形凹面，使凹面产生塑性伸长，把变形校正过来。
（1）应向供货单位要求提供原材料质保书(包括生产厂家、牌号、规格、供货状态等)。
（2）若需要材料代用，必须向我司产品开发部办理材料代用手续。
（3）加强原材料管理，必须对原材料分类标识，防止混料，推荐使用前作火花鉴别等。
6.2工艺参数控制：
严格按确定的《热处理作业检验指导书（或热处理工艺卡）》中具体工艺参数，包括热处理设备、装炉方式、装炉量、加热升温方式、加热温度、保温时间、冷却方式、冷却介质、冷却介质温度、渗剂种类、渗剂流量、感应加热温度、限时加热时间及电参数（阳极电压、阳极电流、槽路电压等）；且按质量检验项目、标准与规范要求进行过程控制。
3、检验方式：抽检
抽检数量按每批产品的3%，但不得少于3件
4、判定准则：
同一试件不合格项目有两项或两项以上时，则直接判定该批产品出厂检验为不合格；有一项不合格项目者，则对该项加倍检验，如仍不合格，则该批产品出厂检验为不合格。
5、加热设备及仪表要求：
5.1加热设备要求：
5.1.1加热炉需按有效加热区保温精度（炉温均与性）要求分为六类，其控温精度、仪表精度和记录纸刻度等要求，见下表：
表5.1.4
加热炉类别
Ⅰ、Ⅱ
Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ
允许温度偏差
±1℃
±3℃
5.1.5高频淬火（感应热处理）加热电源及淬火机床：
5.1.5.1感应加热电源输出功率及频率必须满足热处理要求，输出功率控制在±5%，或输出电压在±2.5%范围内。感应热处理机床和限时装置应满足工艺要求。
5.1.5.2高频淬火机床精度要求如下表：
B
Ⅱ
600—1700℃
±0.25%t
6月
Ⅲ
800—1700℃
±0.5%t
镍铬-镍硅
K
Ⅱ
0—400℃
±3.0
6月
Ⅱ
400—1000℃
±0.75%t
铜-康铜
T
Ⅱ
-40—+350℃
±1.0
6月
Ⅲ
-200—+40℃
±1.0或1.5%t
镍铬-康铜
E
Ⅰ
-40—+800℃
±1.5—0.4%t
6月
Ⅱ
-40—+900℃
6.3.4.1低温回火脆性：
所有淬火钢（包括碳钢、合金钢）在200—400℃回火后出现的脆性，通常称为低温回火脆性，或称为第一类回火脆性。因其与冷却速度无关，应尽量避免在该区温度范围内回火，或采用等温淬火代替来防止。
6.3.4.2高温回火脆性：
以含有Cr、Ni、Mn、Si等元素为主的合金钢在450——650℃回火后出现的脆性，通常称为高温回火脆性，或称为第二类回火脆性。因其与冷却速度无关，应采用快速冷却（油冷或水冷）来防止。
5.3仪表要求：
5.3.1现场使用的控温和记录仪表等级应符合表5.1.1要求，检定周期按表5.1.3执行。
5.3.2现场系统校验用的标准电位差计精度应不低于0.05级，分辨力不低于1μv，检定周期为6个月。
5.3.3现场常用的热电偶技术要求，见下表：
表5.3.1
名称
分度号
等级
使用温度
允许温度
检定周期
6.6热处理变形后的矫正：
零件经热处理后引起弯曲或翘曲变形超过图纸技术（或工艺）要求范围，必须校直；具体校正方法如下：
6.6.1冷态校正，方法如下：
6.6.1.1冷压校直法：最常用的校正方法。
零件呈“C”状变形，使弯曲凸起部位向上，下面两端各放一个“V”型铁，在凸起部位上方施以静压，可造成适当的反向弯曲，静压力去除后，可使变形矫正过来。这种方法一般适用于低于HRC35以及感应淬火的硬化层小于零件直径或厚度的1/5的钢件。同时，要求感应淬火件校直后进行去应力处理，其工艺为：在烘箱或回火炉中加热150——160℃，保温60分钟或以上，空冷。
表5.1.3
加热炉类别
有效加热区检Βιβλιοθήκη Baidu周期
仪表检定周期
Ⅰ
1
3
Ⅱ
6
6
Ⅲ
6
6
Ⅳ
6
6
Ⅴ
12
12
Ⅵ
12
12
5.1.4现场使用的温度测量系统，在正常使用状态下定期做系统效验。效验时，检测热电偶与记录表热电偶的热距离应靠近。校验应在加热炉处于热稳定状态下进行，当超过上述允许温度偏差时，应查明原因排除或进行修正。系统效验允许温度偏差，见下表：
6.6.1.2冷态正敲（正击）校直法：与冷压校直法原理基本相同，但施加外力是冲击方式，一般可用锤击。
6.6.1.3冷态反敲（反击）校直法：在室温下，用高硬度的锤子，连续敲击变形钢铁的凹处，敲击使钢件产生小面积塑性变形，凹面伸长，使变形矫正过来。这种方法主要适用于硬度大于HRC50的淬火件。
6.6.2热态校正，方法如下：
xxx有限公司
工艺规范
编号：QWxx-xx
名称：热处理工艺规范
受控状态：
有效性：
持有部门：
日期：
1、范围：
包括我公司生产的各类热处理产品
2、引用标准：
GB/T16923－1997钢的正火与退火处理
GB/T16924－1997钢的淬火和回火处理
JB/T9201—1999钢铁件的感应淬火回火处理
JB/T10175—2000热处理质量控制要求
5.1.5.3限时装置：感应加热电源或淬火机床应根据需要装有控制加热、延迟、冷却时间的限时装置（包括定时器、时间继电器等全部器件）其综合精度要求如下表：
表5.1.6
时间范围
综合精度
≤1S
1—6S
＞60S
≤0.1S
≤0.15S
≤0.8S
5.2淬火槽要求：
5.2.1淬火槽的设置应满足技术文件条件对工件淬火转移时间的规定。
±2.5或0.75%t
备注
1、t为测量温度：℃2、允许按实际需要缩短检定周期。
6、热处理过程要求
6.1原材料要求：
原材料的冶金质量对热处理质量影响很大，如钢中非金属夹杂物、白点、带状组织、严重的碳化物偏析、发裂等，不仅在热处理时易形成畸变开裂、硬度不足、软点等，而且对使用性能及使用寿命影响也很大；在材料管理上操作不规范（未作材料标识、使用前未作火花鉴别等），造成混料、错料或非法材料代用等也是产生热处理不合格的主要原因，为此，必须做到要求如下：