35CrMoV钎头热处理硬度不足的工艺分析与改进

朱鑫

【摘 要】硬度不足是零件热处理过程中的严重缺陷之一，零件硬度不足严重影响其使用寿命，甚至报废，给企业和用户造成重大经济损失。该文章对35CrMoV钎头调质后硬度不均的现象进行分析，证明原热处理工艺是造成该工件硬度不足的主要原因，通过提高该材料的淬火加热温度，有效提高了工件的硬度，保证质量稳定，解决了车间和用户的困扰。

【关键词】奥氏体化；碳化钒；硬度；回火索氏体

中图分类号： TG142.1 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）34-0063-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.34.024

0 前言

最近一年半来，我车间根据厂家提供的热处理工艺生产后的35CrMoV钎头，持续出现工件报废，累积报废2000多只，废品率高达7%。根据客户的反馈，钎头报废原因多是工件调质后硬度偏低，造成钻绞齿孔时孔径超大，影响了镶齿时孔与齿的咬合，造成报废。

1 原因调查及分析

根据厂家提供的原热处理工艺进行实验分析：淬火850℃保温2.5h，油淬30min，回火420℃保温3h，严格按工艺要求生产，保证产品过程控制正常，交付厂家使用，并从厂家发现的不合格品中挑选2件进行理化检测（图2），包括成分、硬度、金相分析，报告显示各炉工件成分一致且在标准范围内，并无成分偏析或聚集现象，而硬度却低于规定硬度范围HRC42-45，平均硬度只有HRC38.7，首先证明材质不是影响硬度不足的因素。而从报告显示的金相组织为索氏体+铁素体。

而理论上[1]正常钢件淬回火后不应该存在铁素体，这是当淬火加热温度处于Ac3与Ac1之间，铁素体未全部溶于奥氏体，淬火后得不到均匀一致的马氏体，所以金相分析时可见未溶铁素体，而铁素体的存在，是导致回火硬度无法达到要求的因素。

而原工艺淬火加热温度过低，那是因为原工艺未考慮合金元素V的影响[2]，V虽然不会改变组织从珠光体向奥氏体转变的基本过程，但对奥氏体的形成速度有重要影响。由于V与碳的亲和力强，可以降低碳在奥氏体中的扩散系数，因而减慢奥氏体的形成速度。同时形成的合金VC是很稳定的，难于溶解，加之合金元素的扩散比碳慢的多，因此，合金钢的碳化物溶解和奥氏体均匀化的时间也比碳钢长，需要的奥氏体化温度也比碳钢高。

2 工艺改进实验

（1）查阅资料[3]35CrMoV材质的钎头Ac3线为860℃，推测淬火温度Ac3+（30～50）℃，大致范围为890-910℃，

（2）根据此原理调整工艺，淬火890℃保温2.5h，油淬30min，回火420℃保温3h，生产过程正常。

（3）经理化检测（图3）淬回火后的金相组织为索氏体，平均硬度为HRC47，高于要求的硬度。

（4）从金相组织来分析，铁素体完全溶入奥氏体，组织转变完全，淬火后得到均匀的马氏体组织，造成硬度过高的原因是回火的温度过低。

（5）进一步进行工艺改进实验，淬火890℃保温2.5h，油淬30min，回火温度调至470℃，保温3h。

（6）理化检测结果（图4）显示淬回火后金相组织为索氏体，平均硬度HRC44，符合厂家给出的质量要求。

3 结论

经过实验及分析，我们认为淬火加热温度过低是导致钎头硬度不均的原因，通过改进工艺，跟踪统计共20炉，抽检显示无不良品产生，质量稳定，厂家检测后也没有出现硬度不均的情况，后期使用没有因为热处理原因而报废的工件。如果按年产量15000件，报废率7%，一件钎头成本180元算的话，一年可以替厂家节约成本189000元。

【参考文献】

[1]郭立珍，王瑞年，《零件热处理硬度不足因素分析及预防措施》，万方数据，2007.

[2]胡德林主编，《金属学及热处理》，西北工业大学出版社，1995.

[3]樊东黎主编，《热处理技术数据手册》，机械工业出版社，2000.