Enciclopedia de control y extinción de defectos de calidad

Hora de publicación: 07 / 01 2021 Autor: Editor del sitio Visita: 11494

Después del temple, se puede mejorar la resistencia, dureza y resistencia al desgaste de las piezas de acero, pero el tamaño o la forma original de la pieza de trabajo sufrirá cambios indeseables durante el temple. Este cambio se convertirá en un defecto que afectará a la calidad del producto, reducirá o evitará estos defectos, en primer lugar debemos saber qué defectos se producirán por temple, cuáles son las causas de su formación, y buscar las soluciones correspondientes. La extinción de los defectos de calidad y el control se explican a partir de los siguientes aspectos.

1. Apagar la distorsión

Los tipos de distorsión de extinción se pueden dividir en dos categorías, a saber, distorsión de volumen y distorsión de forma.

La diferencia en el volumen específico de varias estructuras antes y después del enfriamiento es la razón principal del cambio de volumen. El volumen específico de martensita → bainita → perlita → austenita disminuye en orden. La pieza de trabajo cuya estructura original es la perlita se enfría en martensita y su volumen se hincha. Si la organización tiene una gran cantidad de austenita retenida, puede reducir el volumen. Solo las piezas de trabajo con una precisión particularmente alta se consideran para los cambios volumétricos causados por la expansión uniforme del volumen.

Los cambios en la posición relativa o el tamaño de cada parte de la pieza de trabajo, como la flexión de la placa y la varilla, la expansión y contracción del orificio interior y el cambio del espaciado de los orificios, se denominan colectivamente distorsión de la forma. Las causas de la distorsión son las siguientes:

(1) La temperatura de calentamiento es desigual, la tensión térmica formada causa distorsión o la pieza de trabajo se coloca en el horno de manera irrazonable, y la distorsión por fluencia a menudo es causada por su propio peso a altas temperaturas.
(2) Cuando se calienta, a medida que aumenta la temperatura de calentamiento, disminuye el límite elástico del acero. Cuando la tensión residual (tensión de deformación en frío, tensión de soldadura, tensión de mecanizado, etc.) dentro de la pieza de trabajo alcanza el límite elástico a alta temperatura, provocará que la pieza de trabajo la deformación plástica desigual provoque distorsión de la forma y relajación de la tensión residual.
(3) La tensión térmica y la tensión organizativa que se forman en diferentes momentos durante el temple y el enfriamiento provocan una deformación plástica local de la pieza de trabajo. Para piezas de trabajo con formas complejas, debido a la particularidad de su estructura, durante el temple, las velocidades de calor y enfriamiento son diferentes, lo que aumenta su tendencia a deformarse.

2. Formas y métodos para reducir la distorsión por extinción

(1) El uso de un proceso de tratamiento térmico razonable puede reducir efectivamente la distorsión. Como bajar la temperatura de calentamiento de enfriamiento; calentamiento lento o precalentamiento de la pieza de trabajo; método de calentamiento estático, piezas de trabajo extremadamente delgadas y extremadamente delgadas, para reducir el impacto de la agitación magnética del baño de sal en la pieza de trabajo, se puede usar el calentamiento de apagado; el tamaño de la sección transversal es pequeño Para la pieza de trabajo, si la resistencia del núcleo no es alta, use calentamiento rápido; Ate y cuelgue razonablemente la pieza de trabajo; utilice un método de enfriamiento razonable de acuerdo con la forma del trabajo; utilizar templado o templado jerárquico; de acuerdo con las características de forma y las leyes de deformación de la pieza de trabajo, antes de templar, deforme artificialmente la pieza de trabajo en la dirección inversa para compensar la distorsión después del templado.
(2) Piezas de diseño razonable. Por ejemplo, la forma de la pieza de trabajo debe ser simétrica para evitar la disparidad de la sección transversal, reduciendo así la distorsión causada por un enfriamiento desigual; para reducir la expansión o contracción de la ranura, la pieza de trabajo ranurada o la pieza de trabajo de apertura que se deforma fácilmente debe convertirse en una estructura cerrada antes del enfriamiento, como en Aumentar las nervaduras en la muesca y cortarla después del enfriamiento; coloque los orificios del proceso para reducir la contracción de la cavidad; las partes complejas adoptan una estructura combinada, es decir, una pieza de trabajo compleja se divide en varias partes simples, y luego se micro-distorsiona y se apaga respectivamente, y luego se ensambla; Se utiliza acero correcto. Para herramientas con alta precisión y baja distorsión por tratamiento térmico, se puede usar acero de micro distorsión y acero preendurecido también se puede usar para moldes de plástico de alta precisión.
(3) Forjado razonable y tratamiento térmico preliminar. La severa segregación de carburo y la estructura en bandas hacen que la distorsión por enfriamiento sea anisotrópica o irregular. Mejorar la distribución del carburo mediante la forja no solo puede reducir la distorsión, sino también mejorar la vida útil de la pieza de trabajo.

3. Corrección de la distorsión

Para la distorsión de las piezas después del tratamiento térmico, se pueden utilizar enderezado en frío, enderezado de puntos calientes, enderezado en caliente, enderezado por templado, enderezado de contraataque, tratamiento de contracción, etc.

El enderezamiento por prensado en frío consiste en aplicar una fuerza externa en el punto más alto de la pieza de trabajo doblada para causar deformación plástica. Este método es adecuado para piezas de trabajo de eje con una dureza inferior a 35HRC; El alisado de puntos calientes consiste en calentar la parte convexa con una llama de oxiacetileno y luego usar agua o aceite para enfriar rápidamente y hacer que la parte calentada se contraiga bajo la acción del estrés térmico. Este método es adecuado para piezas de trabajo con una dureza superior a 35-40HRC; mientras que el enderezado en caliente es para templar la pieza de trabajo a una temperatura cercana a la Ms, use la buena plasticidad y plasticidad de la austenita La superplasticidad del cambio de fase hace que la distorsión sea corregida; La corrección de revenido es aplicar una fuerza externa a la pieza de trabajo, y luego revenido, la temperatura de revenido es superior a 300 ℃; El enderezado de contraataque consiste en golpear continuamente el hueco con un martillo de acero para producir una pequeña área de la pieza de trabajo Deformación plástica; El tratamiento de contracción consiste en calentar la pieza de trabajo hinchada después de enfriarla a 600-700 ℃ para que se ponga roja. Para evitar que entre agua en el orificio, se utilizan dos placas delgadas para cubrir ambos extremos de la pieza de trabajo, y la pieza de trabajo se arroja rápidamente al agua para un enfriamiento rápido. El orificio se encoge y, después de una o más operaciones repetidas, se puede corregir el orificio hinchado.

4. Enfriamiento del agrietamiento

El agrietamiento por enfriamiento es un fenómeno de agrietamiento causado por la tensión del tratamiento térmico que supera la resistencia a la fractura del material. Las fisuras se distribuyen intermitentemente en serie, con trazas de aceite de temple o agua salada en la fractura, sin color de oxidación y sin descarburación en ambos lados de la fisura. Las ocasiones y razones para apagar las grietas son las siguientes:

(1) La gestión de materiales es caótica, y el acero con alto contenido de carbono o el acero de aleación con alto contenido de carbono se utilizan por error como acero de bajo y medio carbono, y se utiliza enfriamiento con agua.
(2) Refrigeración inadecuada. El enfriamiento rápido por debajo de la temperatura Ms causará grietas debido a la alta tensión tisular. Como en el caso del enfriamiento con agua-aceite de doble medio, el tiempo de residencia en el agua es largo y el aceite de enfriamiento contiene demasiada agua.
(3) Cuando la dureza del núcleo de la pieza de trabajo no endurecida es de 36 ～ 45HRC, se forman grietas de temple en la unión de la capa endurecida y la capa no endurecida. La dureza del núcleo es inferior a 36HRC y se reduce la resistencia a la tracción en la unión. La dureza del núcleo es superior a 45HRC, lo que indica que hay una estructura de martensita, se reduce la tensión máxima de tracción y se reduce la tendencia al agrietamiento.
(4) La pieza de trabajo con el tamaño de grietas de enfriamiento más peligroso es propensa a las grietas de enfriamiento. Cuando la pieza de trabajo está completamente templada, existe el tamaño más peligroso de grietas de templado, su diámetro es: 8-15 mm cuando se templa en agua; 25-40 mm al enfriar en aceite. Cuando el tamaño es más pequeño que el tamaño de agrietamiento por enfriamiento más peligroso, la diferencia de temperatura entre el núcleo y la superficie es pequeña, la fuerza de endurecimiento es pequeña y no es fácil de agrietar. Por el contrario, aumenta, pero el pico de tensión de tracción está lejos de la superficie y, en cambio, disminuye la tendencia al agrietamiento por enfriamiento.
(5) La descarburación superficial severa es fácil de formar grietas en la red. La martensita de la capa descarburada tiene un volumen específico pequeño y es susceptible de formar grietas en la red bajo tensión de tracción.
(6) Para piezas de trabajo de orificios profundos con diámetros interiores más pequeños, la superficie interior se enfría mucho menos que la superficie exterior y la tensión térmica residual es pequeña. La tensión de tracción residual es mayor que la superficie exterior, y la pared interior es fácil de formar grietas longitudinales paralelas.
(7) La temperatura de calentamiento del temple es demasiado alta, lo que provoca el engrosamiento de los granos de cristal, el debilitamiento de los límites de los granos, la reducción de la resistencia quebradiza del acero y el agrietamiento fácil durante el enfriamiento.
(8) Sin un recocido intermedio antes de un enfriamiento repetido, la tendencia al sobrecalentamiento es alta, la tensión de enfriamiento del artículo anterior no se puede eliminar por completo y la descarburación de la superficie causada por el calentamiento repetido promoverá el agrietamiento por enfriamiento.
(9) Las piezas de trabajo de acero de alta aleación de sección grande no se precalientan ni se calientan demasiado rápido durante el enfriamiento rápido y el calentamiento, y el estrés térmico o el estrés estructural durante el calentamiento aumenta, lo que provoca grietas.
(10) Mala estructura original, como mala calidad del recocido esferoidizante de acero con alto contenido de carbono, su estructura es laminar o perlita punteada, con alta tendencia térmica; engrosamiento del grano, alto contenido de martensita y alta tendencia al agrietamiento por temple.
(11) Las microfisuras de la materia prima, las inclusiones no metálicas y la segregación severa de carburo tienden a aumentar el agrietamiento por enfriamiento. Por ejemplo, las impurezas no metálicas o los carburos severos forman una tira a lo largo de la dirección de laminación. Debido a la anisotropía de las propiedades mecánicas, sus propiedades transversales son entre un 30% y un 50% más bajas que sus propiedades longitudinales. La dirección de distribución de las inclusiones metálicas o carburos son las grietas longitudinales.
(12) Las grietas de forja se expanden durante el enfriamiento. Al enfriar y calentar en el horno flexible, la superficie de la fractura agrietada tiene escamas de óxido negro y hay una capa descarburada en ambos lados de la grieta.
(13) Grietas por sobrecalentamiento. Las grietas están en su mayoría interconectadas y los límites de los granos se oxidan y se derriten.
(14) Para acero con baja templabilidad, cuando se sujeta y se enfría con pinzas, la parte sujeta se enfría lentamente y tiene una estructura no martensítica. Las mordazas están ubicadas en la unión de la capa endurecida y la capa no endurecida, y la tensión de tracción es grande y fácil de agrietar.
(15) El acero de alta velocidad y el acero con alto contenido de cromo se enfrían en etapas, la pieza de trabajo no se enfría a temperatura ambiente y está ansiosa por limpiarse (debido al enfriamiento rápido por debajo de Ms), lo que provoca agrietamiento.
(16) La tensión térmica y la tensión estructural formada por el tratamiento criogénico debido al rápido enfriamiento y calentamiento son relativamente grandes, y la resistencia quebradiza del material a baja temperatura es baja, lo que es fácil de producir un agrietamiento por enfriamiento.
(17) Si no se templa a tiempo después del enfriamiento, las microgrietas dentro de la pieza de trabajo se expanden para formar macrogrietas bajo la acción de la tensión de enfriamiento.

5. Medidas para prevenir el enfriamiento del agrietamiento

(1) Mejore la estructura de la pieza de trabajo. Esfuércese por ser uniforme en la sección transversal, y debe haber transiciones redondeadas en diferentes secciones transversales para minimizar los orificios no pasantes y las esquinas afiladas para evitar el agrietamiento causado por la concentración de tensión.
(2) Elija razonablemente acero. La pieza de trabajo con forma compleja y fácil de agrietar debe estar hecha de acero aleado con alta templabilidad, de modo que el medio de enfriamiento con velocidad de enfriamiento lenta pueda usarse para reducir la tensión de enfriamiento.
(3) Las materias primas deben evitar las microgrietas y la segregación grave de carburos e inclusiones no metálicas.
(4) El tratamiento de precalentamiento debe realizarse correctamente para evitar la normalización y los defectos de la estructura de recocido.
(5) Seleccione correctamente los parámetros de calefacción.
(6) Selección razonable de medio de enfriamiento y método de enfriamiento.
(7) Vende parcialmente las partes fácilmente agrietadas de la pieza de trabajo, como esquinas afiladas, paredes delgadas, agujeros, etc.
(8) Después del temple, la pieza de trabajo que se agrieta fácilmente debe templarse a tiempo o templarse con la temperatura.

6. Dureza insuficiente

La dureza de la superficie de la pieza de trabajo después del temple es menor que el valor de dureza del temple del acero utilizado, lo que se denomina dureza insuficiente.

Razones de la dureza de enfriamiento insuficiente

La capacidad de enfriamiento del medio es pobre y la superficie de la pieza de trabajo tiene estructuras no martensíticas como ferrita y troostita.
La temperatura de calentamiento de enfriamiento es baja o el tiempo de preenfriamiento es largo, la velocidad de enfriamiento de enfriamiento es baja y aparece la estructura no martensítica.
El calentamiento insuficiente del acero hipoeutectoide tiene ferrita sin disolver
Cuando el acero al carbono o el acero de baja aleación se enfría con un medio dual agua-aceite, el tiempo de residencia en el agua es insuficiente o el tiempo de residencia en el aire es demasiado largo después de que las piezas se extraen del agua
La templabilidad del acero es pobre y el tamaño de la sección de trabajo no es grande y no se puede templar.
El acero de alta aleación con alto contenido de carbono tiene una temperatura de enfriamiento alta y una austenita retenida excesiva
El tiempo isotérmico es demasiado largo, lo que hace que la austenita se estabilice.
Descarburación de superficies
El contenido de humedad en el baño de nitrato o alcalino es demasiado pequeño y no se forma martensita, como la troostita, durante la etapa de enfriamiento.
Los elementos de aleación se oxidan internamente, la templabilidad de la superficie se reduce y aparece no martensita, como la troostita, mientras que la estructura interna es martensita.

Medidas de control

Utilice un medio de enfriamiento con un enfriamiento más rápido; aumentar adecuadamente la temperatura de calentamiento de enfriamiento
Bajo la premisa de garantizar la temperatura de calentamiento de enfriamiento normal; reducir el tiempo de preenfriamiento
Controle estrictamente la temperatura de calentamiento, el tiempo de humectación y la uniformidad de la temperatura del horno
Controle estrictamente el tiempo de permanencia de las piezas en el agua y las especificaciones de funcionamiento.
Utilice acero con buena templabilidad.
Reducir la temperatura de calentamiento de enfriamiento o adoptar un tratamiento criogénico
Controle estrictamente la clasificación o el tiempo isotérmico.
Utilice calentamiento de atmósfera controlable u otras medidas anti-descarbonización.
Controle estrictamente la humedad en el baño de sal y el baño alcalino.
Reducir el contenido de componentes oxidantes en la atmósfera del horno; seleccione un medio de enfriamiento con una velocidad de enfriamiento rápida.

7. Puntos blandos

Después del temple, el fenómeno de baja dureza en el área local de la superficie de la pieza de trabajo se denomina punto blando. El acero al carbono y el acero de baja aleación suelen ser propensos a templar el punto blando debido a su mala templabilidad.

Causas de los puntos blandos

Las burbujas en la superficie de la pieza de trabajo no se rompieron a tiempo durante el enfriamiento, lo que resultó en una disminución en la velocidad de enfriamiento en las burbujas y una estructura sin martensita.
La escala de óxido local, las manchas de óxido u otros aditamentos (pintura) en la superficie de trabajo no se despegaron durante el enfriamiento, por lo que se redujo la velocidad de enfriamiento.
La estructura original no es uniforme, con una seria estructura en forma de banda o segregación de carburo.

Medidas de control

Incrementar el movimiento relativo del medio y la pieza de trabajo; controlar la temperatura del agua y las impurezas en el agua
Limpiar la superficie de la pieza de trabajo antes de templar
Las materias primas se forjan y precalentan para homogeneizar la estructura.

8. Picaduras por corrosión superficial

Una vez templada, decapada o pulida con chorro de arena la pieza de trabajo, la superficie muestra densas picaduras en forma de puntos llamadas picaduras, que se forman por la corrosión del medio. Las picaduras hacen que la pieza de trabajo pierda su brillo y afecten el acabado de la superficie.

Hay muchas razones para la formación de picaduras, pero podemos reducir este defecto durante el trabajo, como reducir el contenido de sulfato en el baño de sal para evitar la corrosión de la matriz; también reduciendo la temperatura del nitrato; la pieza de trabajo de calentamiento de enfriamiento a alta temperatura se enfría previamente. Luego, colóquela en la solución para evitar la descomposición del nitrato; cuando la temperatura alta se calienta localmente, la parte no calentada se sumerge en sal para cubrirla con una cáscara de sal sólida para evitar la corrosión por picaduras.

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