熱處理作為鍛造行業(yè)最重要的一道工序,我們?cè)S多熱處理的同行會(huì)遇到各種各樣的產(chǎn)品問(wèn)題。本文是一位老熱處理廠長(zhǎng)工作多年經(jīng)歷的一些熱處理誤區(qū)例子。都是實(shí)實(shí)在在的在工作中遇到的問(wèn)題。分享出來(lái)供大家參考。
1、 這個(gè)產(chǎn)品是你熱處理的,我在使用中出了問(wèn)題,你熱處理負(fù)責(zé)?
某企業(yè)在使用模具過(guò)程發(fā)生模具斷裂打傷操作工的情況,該企業(yè)立即通知熱處理廠家:在你家熱處理的模具使用中打傷人了,你們要賠償多少多少!問(wèn)其原因,得到的答復(fù)是,這個(gè)產(chǎn)品是你們熱處理加工的,出了事故,所以要求你們賠償??纯炊嗝蠢碇睔鈮训睦碛?!
產(chǎn)品失效要從設(shè)計(jì)、選材、材料缺陷、工藝缺陷(包括熱處理)、裝配與使用等方面分析,找出真正的原因。為了推卸責(zé)任武斷認(rèn)定是熱處理的原因造成失效是沒(méi)有道理的。為什么醫(yī)生看病一定要親自看到病人本人,我認(rèn)為和我們對(duì)產(chǎn)品的失效要做全面分析廢品的設(shè)計(jì)、選材、材料缺陷、工藝缺陷(包括熱處理)、裝配與使用過(guò)程等方面是一個(gè)道理,不能直接認(rèn)定就是哪個(gè)環(huán)節(jié)有問(wèn)題一樣!
此事后來(lái)經(jīng)過(guò)最權(quán)威機(jī)構(gòu)鑒定,熱處理的質(zhì)量完全正常,不是造成那個(gè)事故的原因。真正原因是使用問(wèn)題-----過(guò)載!
對(duì)某行業(yè)的知識(shí)缺乏是有情可愿的,但是處理問(wèn)題不是采用科學(xué)的態(tài)度就是無(wú)知了。
我為從事熱處理工作而高興,為什么?你看熱處理已經(jīng)能“包治百病”了,什么事情都找熱處理??!
2、我委托你熱處理時(shí),我的產(chǎn)品是好的,你熱處理搞壞了,你熱處理負(fù)責(zé)賠償?
這種說(shuō)法在處理熱處理質(zhì)量問(wèn)題時(shí),會(huì)經(jīng)常遇到,聽(tīng)到這個(gè)說(shuō)法之后,熱處理人真是哭笑不得。如果你碰到這樣的顧客,那問(wèn)題肯定出在顧客身上,倒不是熱處理有問(wèn)題了!因?yàn)轭櫩蛯?duì)熱處理之前的制造質(zhì)量過(guò)程控制根本不了解,沒(méi)有考慮為熱處理創(chuàng)造良好的預(yù)處理狀態(tài)。
3、我的產(chǎn)品熱處理硬度HRC只能是60HRC,59或61HRC我都不能接受?
經(jīng)常遇到受委托的熱處理產(chǎn)品硬度值只能在某一個(gè)確定值上,不能有偏差!比如要求熱處理硬度達(dá)到60HRC,你熱處理之后達(dá)到59HRC,或61HRC就視為不合格產(chǎn)品。殊不知,洛氏硬度機(jī)的允許偏差還在1HRC。你和他解釋熱處理道理,他會(huì)擺出一副上帝的面孔:你想不想做我的熱處理產(chǎn)品?市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)嘛!熱處理廠家只好硬著頭皮承接,至于熱處理廠家怎么搞好的?同行們肯定能猜測(cè)的出來(lái)的!
真是“人有多大膽,地有多大產(chǎn)”。
4、淬火出來(lái)的工件沒(méi)有冷到室溫,不能進(jìn)行回火?
有些人認(rèn)為淬火出來(lái)后,還沒(méi)有冷卻到室溫時(shí),不能進(jìn)入回火工序。實(shí)際上很多鋼種,尤其低、中碳鋼,其馬氏體轉(zhuǎn)變終了點(diǎn)大都高于室溫,冷到室溫時(shí),反而容易開(kāi)裂,淬火出來(lái)后就可以盡快轉(zhuǎn)入回火工序。
5、淬火出來(lái)的工件必須帶溫回火?
這種做法是不可取的,要根據(jù)鋼種的馬氏體轉(zhuǎn)變點(diǎn)來(lái)決定淬火之后的回火前的入爐溫度!為了防止淬火開(kāi)裂,不能妄加推測(cè),一概而論的采用帶溫回火的辦法!
6、我的產(chǎn)品退火之后,要放置一周之后,你才能熱處理淬火?
個(gè)別老板自稱(chēng)有提高模具使用壽命的秘訣!他的秘訣是什么呢?探其究竟,竟然是要求熱處理者做完退火處理之后,不能馬上進(jìn)行淬火回火處理。模具必須在退火和淬火之間要在室溫放置一個(gè)禮拜時(shí)間!說(shuō)是:釋放退火應(yīng)力!這個(gè)道理不知道哪位專(zhuān)家能給予解答?!
真是世界之大無(wú)奇不有!
7、產(chǎn)品尺寸加工已經(jīng)全部完成,要求熱處理保證不變形?
有的人為了節(jié)省產(chǎn)品加工費(fèi)用,在熱處理之前,把所有的尺寸加工結(jié)束,然后去熱處理淬火回火。要求熱處理者保證在熱處理過(guò)程中不變形,或者只允許變形量在最后一道冷加工的公差帶值內(nèi)!熱處理的過(guò)程實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)組織變形階段,微觀上的變形積累,有誰(shuí)敢保證不在宏觀上表現(xiàn)出來(lái)成為尺寸變形呢?
為了節(jié)省他自己的費(fèi)用,把問(wèn)題轉(zhuǎn)嫁給熱處理者,這些人“聰明”吧?
8、熱處理的產(chǎn)品沒(méi)有硬度?
? ? ? 很多委托產(chǎn)品外加工的企業(yè),曾幾何時(shí)學(xué)會(huì)了要求進(jìn)貨檢驗(yàn),既然領(lǐng)導(dǎo)提出這個(gè)要求,那么伙計(jì)們就正兒八經(jīng)對(duì)待了,也去買(mǎi)一臺(tái)洛氏硬度計(jì)回來(lái),放到工廠里,開(kāi)始對(duì)熱處理后的產(chǎn)品開(kāi)始進(jìn)貨檢驗(yàn)了。這些本無(wú)可非議,但是他們老是對(duì)熱處理產(chǎn)品檢驗(yàn)不合格!這可忙壞了熱處理公司,怎么會(huì)呢?明明白白是經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)合格出廠的,怎么到用戶(hù)手中就不合格了呢?公司上下不得其解。
? ? ? 熱處理公司嚴(yán)肅對(duì)待,緊急派員去處理此事!真是不看不知道,一看嚇一跳!原來(lái)他們對(duì)熱處理的產(chǎn)品的脫碳層也不去除(加工余量足夠保證加工之后,不會(huì)殘留脫碳層),就直接在工件表面上面打HRC硬度了!這怎么會(huì)有高硬度呢?My god! 這到底是誰(shuí)對(duì)誰(shuí)不信任呢?
9、熱處理工學(xué)好鐵碳平衡相圖就可以了?
? ? ? ?在很多資料中說(shuō)明鐵碳平衡相圖在熱處理中是十分重要的知識(shí),是制定鋼鐵材料加熱工藝的依據(jù),而且指出:尤其是熱處理工必須熟練掌握鐵碳平衡相圖。
? ? ? ?鐵碳相圖是鐵碳合金在平衡狀態(tài)時(shí)的組織組成圖,而不是獲得非平衡的馬氏體、貝氏體等組織的轉(zhuǎn)變圖。鐵碳相圖的臨界溫度參數(shù)僅僅局限在碳鋼和鑄鐵,非合金鋼和合金鑄鐵。合金鋼和合金鑄鐵的平衡狀態(tài)圖由于添加了其它合金元素,與鐵碳平衡狀態(tài)圖相差還是很大的。
? ? ? ? 鐵碳平衡相圖是加熱和冷卻過(guò)程中的速度是及其緩慢的結(jié)果,而且又局限于鐵碳合金鋼種,這個(gè)理論狀態(tài),是不可能在實(shí)際生產(chǎn)中大量運(yùn)用,實(shí)際淬火等熱處理加熱冷卻過(guò)程中組織轉(zhuǎn)變都是在一定加熱速度和冷卻速度下進(jìn)行的,不是完全達(dá)到平衡狀態(tài)。所以,鐵碳平衡相圖僅僅是研究熱處理、學(xué)習(xí)熱處理的必備基礎(chǔ)知識(shí)和出發(fā)點(diǎn),而不是直接在熱處理工藝過(guò)程中運(yùn)用的相圖。
? ? ? ?熱處理工熟練掌握了鐵碳平衡相圖知識(shí)只是熱處理學(xué)習(xí)的開(kāi)端,不能達(dá)到使用鐵碳平衡相圖來(lái)處理工藝實(shí)際問(wèn)題的境界。
? ? ? ?熱處理工學(xué)好鐵碳相圖僅僅是具備熱處理入門(mén)知識(shí)之一。
10、退火工件可以形成等軸晶粒?
在低碳鋼退火工藝中,很多人認(rèn)為可以獲得等軸晶粒。實(shí)際上,在沸騰鋼中容易獲得等軸晶粒度。在Al鋁鎮(zhèn)靜鋼中是很難達(dá)到等軸晶粒組織的。尤其經(jīng)過(guò)冷擠壓的變形件退火,晶粒很明顯的呈變形擠壓組織形態(tài)!即使950℃以上的退火溫度也難以達(dá)到等軸晶粒。
信不信由你!
11、硬度越低擠壓變形越好,越容易?
人們的直接思維是:硬度越越低越容易擠壓變形。在鋼材的擠壓工藝中,珠光體球化組織狀態(tài)變形能力最高,但是這個(gè)組織狀態(tài)比起片狀珠光體的硬度一般都高,所以要求擠壓件的原始組織是珠光體球化組織的技術(shù)要求,而不能采用硬度最低的片狀珠光體組織。
12、鍛模要求高硬度正確嗎?
? ? ? 在使用熱鍛模的用戶(hù)中,很多人喜歡提出高硬度的要求,甚至要求52—55HRC。這個(gè)觀念是錯(cuò)誤的。
? ? ? 這個(gè)現(xiàn)象的出現(xiàn),究其原因,應(yīng)該是某些不規(guī)范的熱處理企業(yè)或某位“大師”在做鍛模對(duì)外熱處理業(yè)務(wù)時(shí),沒(méi)有真正按照鍛模的服役條件來(lái)淬火,而是降低淬火溫度、縮短保溫時(shí)間,僅僅滿(mǎn)足用戶(hù)的硬度要求,這種硬度值看似符合標(biāo)準(zhǔn)(或規(guī)范)的鍛模硬度范圍,由于沒(méi)有考慮紅硬性,在使用時(shí),鍛模的抗回火能力差,硬度很快就會(huì)降低,用戶(hù)對(duì)這種使用過(guò)的鍛模再檢測(cè)時(shí),發(fā)現(xiàn)鍛模的熱處理硬度不高。鍛模的“老板”就動(dòng)腦筋了:下次熱處理時(shí)提高硬度要求,結(jié)果發(fā)現(xiàn)提高硬度的鍛模比上一次按照標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范選取的硬度值的鍛模壽命提高了,于是他很高興:原來(lái)提高硬度就能解決這個(gè)問(wèn)題。他怎么能知道是熱處理的廠家或“大師”的無(wú)能的熱處理水平造成超出標(biāo)準(zhǔn)的硬度反而壽命長(zhǎng)的奧秘呢?結(jié)果這個(gè)問(wèn)題謬種誤傳,致使熱鍛模的技術(shù)要求的硬度值一天比一天的高!
? ? ? ?在標(biāo)準(zhǔn)的硬度范圍內(nèi)的具有紅硬性的熱鍛模,其壽命是良好的!鍛模要求高硬度是不正確的!
13、鋁合金件處理之后表面皺紋就是熱處理過(guò)燒嗎?
? ? ? ?鋁合金件在固溶時(shí)效處理之后,判斷在固溶時(shí)是否過(guò)燒有兩種方法:金相法和表面狀態(tài)色澤法。根據(jù)工件表面色澤、狀態(tài)判斷在熱處理固溶時(shí)是否過(guò)熱便于現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)處理,但是需要豐富經(jīng)驗(yàn)。金相法判定準(zhǔn)確、但是要解剖實(shí)物,是破壞性的檢測(cè)判定,容易造成浪費(fèi)。
根據(jù)工件表面色澤、狀態(tài)判斷:
①件表面暗灰色,
②工件表面有起小泡的現(xiàn)象,
③出現(xiàn)裂紋,裂紋斷口粗糙。
? ? ? ?有上述情形之一時(shí),有過(guò)燒可能。這是只在熱處理之后的工件上觀察。當(dāng)固溶時(shí)效件已經(jīng)進(jìn)行了后續(xù)加工,再觀察時(shí),發(fā)現(xiàn)鋁合金工件表面有異常現(xiàn)象-----粗糙、變形、皺紋等,不能簡(jiǎn)單地認(rèn)為是熱處理過(guò)燒了。由于鋁合金的強(qiáng)度和黑色金屬相比較還是低的,就要分析后續(xù)工序的作用和影響了。尤其后續(xù)的拋光、噴砂處理,對(duì)表面的影響不能忽視。當(dāng)在工件局部出現(xiàn)“水面波紋”式的皺紋時(shí),不能判定為熱處理過(guò)燒,而是噴砂的壓力太高或噴砂的時(shí)間過(guò)長(zhǎng),在鋁合金表面形成的變形層的原因。這個(gè)“水面波紋”式的皺紋不具有鋁合金過(guò)燒的特征,而是具有表面受沖擊形成塑性變形的特征,這時(shí)候應(yīng)該判定為:噴砂缺陷!
? 采用金相法裁定,證實(shí)是噴砂缺陷。
14、手冊(cè)說(shuō)可以熱處理淬火達(dá)到這個(gè)硬度,你為什么做不到這個(gè)硬度?
? ? ?有些人認(rèn)為,他設(shè)計(jì)時(shí)的硬度選擇是按照手冊(cè)中的硬度范圍選定的,你熱處理怎么就說(shuō)達(dá)不到這個(gè)硬度呢?
? ? ? 例如:用彈簧綱60Si2Mn來(lái)制作大型件,由于實(shí)際工件厚度很大,厚薄顯著,熱處理已經(jīng)沒(méi)有好的辦法達(dá)到要求的硬度標(biāo)準(zhǔn)。手冊(cè)中硬度是可以達(dá)到:58—60HRC。結(jié)合實(shí)際工件是沒(méi)有辦法達(dá)到的。只能降低熱處理要求。
決定熱處理的硬度受下列幾個(gè)因素控制:材料牌號(hào)、模具尺寸大小、工件重量、形狀結(jié)構(gòu),后續(xù)加工方式等因素。模具熱處理之后不是內(nèi)外硬度都是一樣的,要根據(jù)模具尺寸大小來(lái)選擇材料和設(shè)計(jì)尺寸,不能直接按照設(shè)計(jì)手冊(cè)里的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和硬度要求來(lái)選取,手冊(cè)上的硬度標(biāo)準(zhǔn)是來(lái)自小試樣的熱處理結(jié)果,在運(yùn)用到實(shí)物上時(shí)一定要按實(shí)際情況來(lái)決定合理的硬度指標(biāo)。不合理的硬度指標(biāo),比如過(guò)高的硬度,就會(huì)損失工件的韌性,造成工件的使用開(kāi)裂。
15、對(duì)待熱處理這個(gè)行業(yè)為什么一直是高技術(shù)含量低加工價(jià)值呢?
? ? ? 很多了解熱處理的人認(rèn)為熱處理難學(xué)、難做、實(shí)際人才的成長(zhǎng)也不容易。也有人說(shuō):熱處理就是把工件燒燒紅,往水里一放,就好了。這么簡(jiǎn)單嗎?既然成為一個(gè)學(xué)科,那肯定不是那么簡(jiǎn)單。如果按照那些“燒燒紅,往水里一放”的人的觀點(diǎn)看待所有問(wèn)題,那世界就沒(méi)有難事了。飛機(jī)一加速度不就上天了嗎?火車(chē)一加煤不就跑起來(lái)了嗎?飛船甩到太空不就能飛了嗎?電腦一通電不就可以使用了嗎?一座跨海大橋用幾根鋼絲來(lái)起來(lái)不就行了嗎?按照那些“低價(jià)值”人的觀點(diǎn),世界萬(wàn)物都可以用“一……,就……”來(lái)看待了。
? ? ? 當(dāng)那些人不需要熱處理時(shí),總是夸夸其談?wù)f,熱處理怎么重要,人們?cè)趺丛趺磳?duì)熱處理重視;
? ? ?當(dāng)他需要委托別人做熱處理加工時(shí),就說(shuō)熱處理“燒燒紅,往水里一放就可以了”,不愿意支付比較合理的熱處理加工費(fèi);
? ? ? 當(dāng)出了開(kāi)裂、使用壽命低等等問(wèn)題時(shí),就認(rèn)為“熱處理是萬(wàn)惡之首”,都是熱處理惹的禍;
? ? ? 當(dāng)國(guó)人的熱處理有某些欠缺時(shí),就說(shuō)某國(guó)熱處理怎么怎么的高級(jí)、先進(jìn)。
? ? ? 熱處理這個(gè)行業(yè)一直是高技術(shù)含量低加工價(jià)值的真實(shí)原因是觀念的問(wèn)題和一些人對(duì)熱處理行業(yè)的偏見(jiàn)。
16、我的熱處理硬度合格,你的產(chǎn)品早期失效與我熱處理無(wú)關(guān)?
? ? ? 熱處理不僅要保證合格的硬度值,更要注重工藝選擇和工藝過(guò)程的控制。過(guò)熱的淬火回火可以達(dá)到要求的硬度;同樣,淬火欠熱,通過(guò)調(diào)整回火溫度,也可以湊合到要求的硬度范圍。這個(gè)做法大有人在。有的為了節(jié)省用電量,欠熱淬火;有的是由于加熱爐的極限溫度限制,欠熱淬火。這樣的熱處理產(chǎn)品早期失效怎么與熱處理無(wú)關(guān)呢?
17、我的鍛造尺寸合格,熱處理質(zhì)量問(wèn)題與我鍛造無(wú)關(guān)?
? ? ? 鍛造工序是為了消除材料缺陷,改善組織形態(tài),提高材料性能。節(jié)約機(jī)械切削加工量,提高材料利用率。但是當(dāng)今的鍛造者把“消除材料缺陷,改善組織形態(tài)”忘的一干二凈,僅僅在保證鍛造尺寸上“下工夫”,全然不顧提高材料性能方面的要求了。更令人驚嘆的是有些材料通過(guò)鍛造工序,不是提高了材料性能,反而把材料的性能搞壞了。鍛造者不分青紅皂白地采用鍛造余熱退火的方法,結(jié)果在材料中形成嚴(yán)重的網(wǎng)狀碳化物組織。
? ? ? 由于材料鍛造的加熱溫度大多遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于熱處理淬火的加熱溫度,那種“嚴(yán)重的網(wǎng)狀碳化物組織”發(fā)生組織遺傳,給產(chǎn)品質(zhì)量帶來(lái)嚴(yán)重后果。
18、模具失效熱處理占高比例?
國(guó)內(nèi)外關(guān)于模具早期失效原因的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù):
? ? ? 這個(gè)數(shù)據(jù)列表說(shuō)明的是對(duì)以往事故的統(tǒng)計(jì)結(jié)果,在對(duì)未來(lái)事故的預(yù)測(cè)上是不適用的。就是說(shuō)對(duì)明天的某個(gè)模具失效的原因判定,不能就此認(rèn)為模具失效的原因熱處理占44~52%。而是要針對(duì)性的做分析。這個(gè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)誤導(dǎo)了不少人,讓人們形成了一個(gè)思維定勢(shì):認(rèn)為模具失效就是熱處理問(wèn)題。希望大家注意這個(gè)問(wèn)題。
19、真空加熱有淬火增碳?
? ? ? ?在分析真空熱處理工件增碳現(xiàn)象時(shí),有兩種誤解:第一,認(rèn)為是工件在淬火油中增碳;第二,認(rèn)為是加熱熱室的石墨件造成增碳。其實(shí),很多情況下不是這兩個(gè)原因,而是加熱熱室的清潔度不高,有大量淬火油在工件進(jìn)出爐、料筐污染、送料小車(chē)進(jìn)出帶入熱室,殘留在熱室冷壁上,加熱時(shí)形成揮發(fā)性還原氣氛,對(duì)工件增碳。
除了在1050℃高溫以上的溫度直接入油外。1050℃以下的加熱工件油淬火時(shí),稍做預(yù)冷入油不會(huì)形成明顯的增碳現(xiàn)象。
? ? ? 對(duì)加熱室的石墨件等對(duì)工件的增碳情況,也不能排除,但是完全沒(méi)有殘留淬火的氣氛嚴(yán)重。
? ? ? 真空加熱淬火的增碳現(xiàn)象更為嚴(yán)重的是來(lái)自淬火油污染爐膛的原因,并不是人們所說(shuō)的油中淬火或石墨件的原因!
20、真空熱處理(淬火)變形小?
? ? ? 在熱處理變形中有兩個(gè)概念:組織變形和形狀結(jié)構(gòu)變形。研究所得的結(jié)果是:真空熱處理比其他爐型熱處理獲得同樣組織和硬度時(shí),變形最小。即:組織變形最小。
對(duì)于形狀結(jié)構(gòu)變形,真空熱處理往往不如其他爐型的熱處理變形小,其他爐型的熱處理,例如淬火,很容易采用分級(jí)、等溫、爐外校直等方法來(lái)控制變形量,真空淬火由于這些功能的不完善,有時(shí)反而會(huì)增大。
這兩個(gè)概念的混淆,給人們的印象是:真空熱處理變形小,這是錯(cuò)誤或不全面的理解!
21、回火色與溫度有關(guān)?
? ? ? ?回火之后鋼的表面呈現(xiàn)一種氧化膜的顏色,稱(chēng)為回火色。很多情況下,需要根據(jù)回火色判定回火溫度?;鼗鹕S溫度變化,因此可以根據(jù)回火色大體判定回火溫度。但是回火色還與回火時(shí)間有關(guān),通常都以5分鐘時(shí)間為準(zhǔn)。
碳鋼不同溫度時(shí)的回火色,以5分鐘為準(zhǔn),表面色澤如下:
淡黃色:200℃
草黃色:220℃
褐色:240℃
紫色:260℃
藍(lán)紫色:280℃
深藍(lán)色:290℃
藍(lán)色:300℃
淡藍(lán)色:320℃
藍(lán)灰色:350℃
灰色:400℃
不銹鋼鍛件的不同溫度時(shí)的回火色:
淡麥黃色:290℃
麥黃色:340℃
淡紅棕色:390℃
淡紅色:450℃
淡藍(lán)色:530℃
深藍(lán)色:600℃
低合金鋼的不同溫度時(shí)的回火色:
淡麥黃色:225℃
麥黃色:235℃
淡紅棕色:265℃
淡紅色:280℃
淡藍(lán)色:290℃
深藍(lán)色:315℃
但是在很多資料中,只是僅僅提到色澤與溫度的關(guān)系,忽略了時(shí)間這個(gè)關(guān)鍵前提,同樣溫度下,隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng),最終的色澤會(huì)偏向更高的溫度色澤。往往會(huì)造成實(shí)際溫度的誤判。