17CrNiMo6滲碳淬火工藝

陜西柴油機重工有限公司生產技術部 （興平 713105） 張曉云 溫云龍

我公司生產的某型柴油機用活塞銷和滾輪，材料均為17CrNiMo6（德國牌號），其化學成分見表1，其技術要求為表面滲碳淬火，心部力學性能要求見表2。該材料在熱處理過程中若滲碳爐內碳勢控制不當，很容易在零件的表面形成網狀或角狀碳化物，且很難通過熱處理方法除掉，該組織為不正常的組織，易導致零件淬火開裂或磨削開裂，造成批量報廢。

表1 17CrNiMo6化學成分（質量分數） （%）

表2 力學性能

工件加工工藝路線為：下料→機加工→滲碳→機加工→淬火→機加工。為找到合理的熱處理工藝，進行了生產試驗。

1.滲碳工藝試驗

（1）在井式滲碳爐中經920℃保溫，爐內碳勢控制為0.95%，經過19h后出爐空冷。將隨爐試樣送理化室，用硬度法檢測試樣的有效硬化層深為1.86mm，組織有角狀碳化物，不合格。

（2）在井式滲碳爐中經920℃保溫，爐內碳勢控制為0.95%，經過19h后爐冷至860℃后油冷。將隨爐試樣送理化室，用硬度法檢測試樣的有效硬化層深為1.85mm，組織有網狀碳化物，不合格。

（3）在井式滲碳爐中經920℃保溫，爐內碳勢控制為0.88%，經過19h后爐冷至860℃后出爐油冷。將隨爐試樣送理化室，用硬度法檢測試樣的有效硬化層深為1.87mm，組織中無網狀、角狀碳化物，合格。

通過試驗：滲碳時爐內碳勢過高是導致該材料出現網狀或角狀碳化物的主要原因，滲碳后的冷卻速度過慢也會出現網狀或角狀碳化物。對此，在滲碳工序中將碳勢控制為0.85%～0.88%，滲碳結束后爐冷至860℃后出爐油冷，并且在滲碳過程中采用定碳鋼箔測定爐內的實際碳勢，以便及時調整到工藝范圍之內。

2.淬火工藝試驗

將零件經表3所示的溫度淬火后再經160℃回火，其表面硬度與心部力學性能的關系詳見表3。

最終將淬火溫度確定為（780±10）℃，在此范圍內既能滿足表面的硬度，又能保證心部強度。

表3 淬火溫度與力學性能

3.結語

通過17CrNiMo6滲碳淬火工藝試驗，解決了該材料滲碳層中的不合格組織，并通過調整淬火溫度滿足了圖樣要求的心部強度及表面硬度。