2.滲碳結(jié)束后，工件表面硬度達(dá)不到理想硬度值，這種情況比較復(fù)雜，在排除設(shè)備及工藝原因的基礎(chǔ)上，多數(shù)認(rèn)為是由于工件齒面表面脫碳造成的，也有因?yàn)榧訜釡囟炔划?dāng)，保溫時(shí)間不當(dāng)或是冷卻速度不夠等原因造成的(如下圖)。
3.殘余奧氏體偏多。它的形成原因是由于第一，加熱溫度高，第二加熱時(shí)間長(zhǎng)，第三，冷卻設(shè)備的限制，造成過(guò)冷度的增加。殘余奧氏體的存在是必然的，在工件完全奧氏體化后經(jīng)過(guò)淬火冷卻，一部分奧氏體是來(lái)不及轉(zhuǎn)變的，尤其是對(duì)于滲碳鋼而言，整體的奧氏體區(qū)上移(圖三)，而表層高碳區(qū)奧氏體區(qū)下降，同時(shí)Mf線下降到0℃以下，所以，在沒(méi)有過(guò)冷處理的前提下，奧氏體轉(zhuǎn)變是不會(huì)完全的。
2005年3月份，我廠的φ1.6×1.8就曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)連續(xù)4爐次工件出現(xiàn)網(wǎng)狀碳化物的現(xiàn)象，我們對(duì)此做了嚴(yán)格的分析。表面網(wǎng)狀碳化物的形成應(yīng)該是多方面的原因，第一、在高溫滲碳階段后期，也就是擴(kuò)散階段，如果碳勢(shì)偏高，表面碳含量自然會(huì)偏高，隨著奧氏體區(qū)的整體上移，表面高碳點(diǎn)已經(jīng)跨過(guò)Acm線下方，在滲碳結(jié)束的同時(shí)，已經(jīng)有一部分二次滲碳體析出，沿奧氏體晶粒呈包圍網(wǎng)狀。第二、滲碳溫度過(guò)高，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，造成晶粒迅速長(zhǎng)大，在冷卻過(guò)程中，如果速度不夠快，碳化物就必然會(huì)沿粗大晶界處析出，最終形成網(wǎng)狀(如圖一、二)。
我們的出發(fā)點(diǎn)是解決爐體本身，首先爐內(nèi)碳勢(shì)不能過(guò)高，其次從工藝上講保證碳化物盡量不要析出。解決的方法是將爐子空爐狀態(tài)下空燒，排除爐體在長(zhǎng)時(shí)間滲碳過(guò)程中造成的積碳；用專用的十萬(wàn)分天平做鐵箔試驗(yàn)，定準(zhǔn)幾個(gè)滲碳狀態(tài)碳勢(shì)；以φ40mm的滲碳試棒放入吊掛孔，用圖四：500×(含碳量0.40％，硝酸酒精腐蝕)以做表面碳化物的實(shí)驗(yàn)，同時(shí)做剝層實(shí)驗(yàn)。這就有效的控制了爐體本身原因所造成的表面碳化物超標(biāo)。[nextpage]
如果爐內(nèi)碳勢(shì)正常的情況下，是否也存在形成網(wǎng)？有這種情況，層深在一定程度上決定了它的最終狀態(tài)，隨著層深的增加奧氏體會(huì)逐漸長(zhǎng)大，如果滲碳結(jié)束后冷卻速度不夠快的話，碳化物會(huì)沿著粗大晶粒的晶界處形成網(wǎng)。
這種情況可以適當(dāng)?shù)募涌炖鋮s的速度，由于快冷的作用，使這個(gè)過(guò)程成為了細(xì)化晶粒的過(guò)程，一方面碳化物析出的數(shù)量少，另一方面碳化物呈顆粒狀存在，使它形不成網(wǎng)狀，很大程度上消除了網(wǎng)碳帶來(lái)的隱患。如果爐子的冷卻能力達(dá)不到，可以采用二次淬火工藝。
在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，我們根據(jù)自身的經(jīng)驗(yàn)及現(xiàn)有設(shè)備條件摸索出以下三種可行性滲碳淬火工藝：
1.滲碳一次淬火工藝：
一次淬火工藝如上圖所示，工件經(jīng)過(guò)滲碳后冷卻至一定溫度保溫一段時(shí)間，速度快的話，在高碳的滲碳層中只有少量的碳化物析出，降低奧氏體的含碳量，提高M(jìn)s點(diǎn)，使淬火下來(lái)的殘余奧氏體量減少，提高淬火硬度。然后重新加熱淬火，加熱溫度的選擇應(yīng)兼顧表層和心部，使表層不至過(guò)熱，而心部有得到充分強(qiáng)化，提議可選擇略高于AC3的溫度(約830～860℃)，如果要強(qiáng)調(diào)表層的組織和性能，則應(yīng)加熱至AC1～AC3之間進(jìn)行不完全淬火。淬火后還需低溫回火(160～200℃)，以消除淬火應(yīng)力，降低脆性。
2.滲碳直接淬火工藝：
直接淬火工藝是將工件自滲碳溫度欲冷到淬火溫度，進(jìn)行油冷淬火，預(yù)冷到淬火溫度的同時(shí)，亦可以降低淬火熱應(yīng)力，減小變形；在高碳的滲碳層中有少量的碳化物析出，降低奧氏體的含碳量，提高M(jìn)s點(diǎn)，使淬火下來(lái)的殘余奧氏體量減少，提高淬火硬度。淬火后還需低溫回火(160～200℃)，以消除淬火應(yīng)力，降低脆性。但容易使工件晶粒粗大，建議淺滲層使用。
3.滲碳二次淬火工藝：
對(duì)于性能要求很高的零件，或是由本質(zhì)粗晶粒鋼制成的零件，滲碳后應(yīng)采用二次淬火法，其工藝曲線如上圖所示，第一次淬火溫度在主部的AC3以上(約850～890℃)，目的是細(xì)化心部的組織，改善心部的性能，同時(shí)可以消除表層的網(wǎng)狀碳化物；對(duì)心部的性能要求不太高時(shí)，可以用正火代替第一次淬火。第二次淬火加熱至AC1+30～50℃，進(jìn)行不完全淬火，目的是細(xì)化表層組織，使表層獲得細(xì)小的隱晶馬氏體加均勻細(xì)小的顆粒狀碳化物組織，并減少殘余奧氏體量。淬火后還需低溫回火(160～200℃)，以消除淬火應(yīng)力，降低脆性。
如果經(jīng)過(guò)上面的滲碳十二次淬火后，加180℃低溫回火，金相組織出來(lái)結(jié)果表明各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到要求，其結(jié)果完全達(dá)標(biāo)。下表是我們?cè)?jīng)做過(guò)的工作令為JS0405011的滲碳淬火件經(jīng)過(guò)二次淬火所達(dá)到的組織狀態(tài)，相對(duì)一次淬火和直接淬火而言，它所達(dá)到的結(jié)果更接近我們理想的結(jié)果，至于機(jī)械性能不會(huì)有太大的差異。
以上這些工藝手段在很大程度上解決了當(dāng)前生產(chǎn)所遇到的實(shí)際問(wèn)題，尤其是對(duì)網(wǎng)狀碳化物，當(dāng)然工藝的執(zhí)行最終是為了達(dá)到工件的使用性能，不管采用那種滲碳工藝，都要依據(jù)它的實(shí)際使用情況，生產(chǎn)中出現(xiàn)的問(wèn)題也許正是工件使用中出現(xiàn)失效的根源，所以工藝的進(jìn)步是建立在工件使用條件的變化上的，正確選擇并變通工藝是工藝進(jìn)步的關(guān)鍵。
