热处理是机械制造中的一个重要环节。热处理的质量直接关系到产品或零件的内部质量和性能。影响热处理质量的因素有很多。为了保证产品质量符合国家标准或行业标准的要求,所有热处理零件必须从原材料进厂开始,每个热处理过程结束后进行严格的检验。如果产品出现质量问题,不能直接转入下一道工序,以保证产品质量。此外,在热处理生产中,一名称职的检查员不足以根据技术要求对热处理后的工件进行质量检查和检查。更重要的任务是成为一名好员工。在热处理的生产过程中,首先要看操作人员是否严格执行工艺规程,工艺参数是否正确。如果在质量检验过程中发现质量问题,应帮助操作人员分析质量问题的原因,找出解决问题的办法。控制可能影响热处理质量的各种因素,确保生产出质量可靠、用户满意的合格产品。
1.热处理质量检验的内容
(一)预热处理
预热处理的目的是改善原材料的组织和软化,促进机械加工,消除应力,获得理想的热处理原组织。一些大型预热处理也是最终的热处理,预热处理一般采用正火和退火。
1)铸钢件扩散退火 由于在高温长时间加热晶粒易粗大,在退火后还应再进行一次完全退火或正火来细化晶粒。
2)结构钢完全退火 一般用于改善组织、细化晶粒、降低硬度、消除应力等。
3)合金结构钢等温退火 主要用于42CrMo等钢退火。
4)工具钢球化退火 球化退火的目的是提高切削性能和冷变形性能。
5)应力退火 去应力退火的目的是消除铸钢件、焊接件、加工件的内应力,减少后工艺的变形和开裂。
6)再结晶退火 再结晶退火的目的是消除工件的冷硬化。
7)正火 正火的目的是改善组织,细化晶粒,可作为预热或最终热处理。
上述退火与正火获得的组织都是珠光体。在质量检验中,重点是做工艺参数的检查,即在退火及正火进行过程中,做流动检查工艺参数的执行情况,这是首要的,在过程结束后主要检验硬度,金相组织,脱碳深度,及退火正火目的项,带状,网状碳化物等。
(二)判断退火和正火缺陷
1)硬度过高 中碳钢硬度过高,退火时加热温度过高,冷速过快。高碳钢大多等待温度低、保温时间不足等。如果出现上述问题,可以根据正确的工艺参数重新退火,以降低硬度。
2)网状组织 这种组织主要出现在亚分析和过分析钢中,网状铁素体出现在亚分析钢中,网状碳化物出现在过分分析钢中,因为加热温度过高,冷却速度过慢,可以用正火消除。检查应按规定的标准进行。
3)脱碳 退火或正火时,在空气炉中进行,工件无气体保护加热时,金属表面氧化脱碳。
4)石墨碳 石墨碳是由碳化物分解而成,主要是由于加热温度过高和保温时间过长造成的。石墨碳出现在钢中后,会发现淬火硬度低、软点、强度低、脆性大、断口灰黑等问题。当这种石墨碳出现时,工件只能报废。
(三)最后热处理
生产中最终热处理的质量检验通常包括淬火、表面淬火和回火。
1)变形。淬火变形应按要求进行检查。如果变形超过规定,应进行校直。如果由于某种原因无法校直,且变形量超过加工余量,则可进行维修处理。方法是将工件在软校直后火,以满足要求。一般工件淬火回火后的变形量不大于2/3至1/2。
2)开裂。任何工件表面不得有裂纹,因此必须100%检查热处理件,重点检查应力集中部位、尖角、键槽、薄壁孔、厚度交界处、突出凹陷处等。
3)过热和过热。用金相显微镜检测过热和过热。工件淬火后,不得有粗针马氏体过热组织和晶界氧化过热组织,因为过热和过热会降低强度,增加脆性,容易开裂。
4)氧化和脱碳。对于加工余量小的工件,应严格控制氧化和脱碳。切削工具和磨具不得脱碳。淬火件发现严重氧化脱碳时,加热温度必须过高或保温时间过长,必须同时进行过热检查。
5)软点。软点会导致工件磨损和疲劳损坏,因此不允许有软点。其原因主要是加热和冷却不当或原材料组织不均匀、带状组织和残留脱碳层。软点出现后,应及时修复。
6)硬度不足。通常工件淬火时加热温度过高,残留奥氏体过多会降低硬度,加热温度低或保温时间不足,淬火冷却速度不足,操作不当会导致淬火硬度不足。上述情况只能进行维修。
7)盐浴炉。高中频率和火焰淬火工件不得烧伤。
最处理后的零件表面不得有腐蚀、磕碰、缩径、损坏等缺陷。
二、热处理质量检验项目及方法。
热处理零件的技术要求不同,热处理工艺不同,质量检验项目和方法也不同。热处理生产中常用的质量检验项目和方法如下。
(一)化学成分检验。
1)火花识别方法。经验丰富的检查员和热处理工可以通过观察砂轮研磨材料产生的火花特性来识别零件材料的化学成分。
2)光谱分析方法。不同元素的光谱线的波长和强度可以用光谱仪测量和记录,材料中的元素和含量可以通过对照光谱仪来获得。
3)化学分析。在实验室中,化学分析可以准确地分析金属材料中所有元素的含量,这是工厂中最常用的。
4)微区化学成分分析。电子探针分析微区化学成分的方法x射线分析、俄歇电子能谱分析、离子探针分析等方法。
(二)宏观组织检查和断口分析。
1)宏观检验法。酸浸腐蚀常用于钢材的宏观经验,包括热酸浸蚀、冷酸浸蚀、电解酸蚀等。
2)断口分析。分析包括宏观断口分析和显微断口分析。
(三)显微组织分析。
1)钢热处理后的纤维组织鉴定。
2)检查钢的显微缺陷。
3)检查钢中非金属夹杂物。
4)化学热处理层深测定。
5)灰铸铁的组织检验。
6)组织分析常用于有色金属。
(四)力学性能试验。
1)热处理零件的硬度检验。
2)热处理零件的机械性能试验。
(五)无损检测。
1)检测内部缺陷。
2)表面缺陷检测。