里氏硬度计检测大型工件氮化硬度

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里氏硬度计检测大型工件氮化硬度泰尔重工股份有限公司 安徽马鞍山 243000 杨晓红由于受到台式显微硬度计试验台尺寸的限制，大型氮化件的表面硬度检测目前大多采用便携式里氏硬度计，但是里氏硬度计的检测结果经常与显微硬度计的检测结果存在很大的差异。本文采用里氏硬度计和显微硬度计检测了随炉试样、工件以及工件解剖试样的硬度，分析了造成硬度检测差别的原因，并提出了氮化件表面硬度检测的建议。

1.试验方法及结果如图l所示，主要取为齿部试样A、法兰部位试样B，随炉氮化试样c，材料42CrMo。其中，齿图1 氮化件取样的形成 。

试验条件 ：工件及试样均采用离子氮化 ；随炉试样与齿圈材质相同，并采用相同的调质工艺和氮化工艺，调质硬度在270～280HBW，且随炉试样与工件是同炉氮化；显微硬度计采用台式HX- 80A，选取载荷为2N、10N；便携式里氏硬度计TH140，冲击装置。

工件氮化后，使用砂纸对图示试样割取的齿面和法兰面进行手工打磨至光洁度较好，用里氏硬度计进行硬度检测，再从齿部和法兰部位分别割取试样，与随炉试样-起在台式显微硬度计上分别加载2N和10N力，进行表面硬度检测，试验结果见附表。由于随炉氮化试样c小，不符合里氏硬度计检测条件，未进行里氏硬度检测；对各试样在台式显微硬度计使用2N力，利用硬度梯度法检验氮化层深度，从表面开始每隔0.05mm检测硬度，其硬度锻件表面积越大，氢的析出越容易。因此，空心锻件 如齿圈比实心锻件 如齿轮轴的白点敏感性要校， <0.3%的低碳钢白点敏感性极低。随着含碳量的增加，钢的白点敏感性增加。锻件锻后冷却速度越快，白点敏感性越大。

不产生白点的钢：如奥氏体钢、铁素体钢、奥氏体 铁素体钢、莱氏体钢。-般正常生产条件下，W <0.3%、W <0.6%的碳素钢也不会形成白点。因此对这类钢没有必要在锻后做去氢退火。

对白点敏感的钢：珠光体钢白点敏感性较小 ，马氏体 珠光体钢白点敏感性较大，马氏体钢白42 造 参磊 热加工点敏感性最大。如 ：20C r2Ni4、1 8C r2Ni4W、20CrNi2Mo、40CrNi2Mo、40CrNiMo等。马氏体钢白点极限含氢量为≤1.8×10 603对已产生白点而报废的大型锻件进行改锻 对已产生白点的锻件，可以通过改锻等热加工方法加工成尺寸更小的零部件毛坯，改锻后的小尺寸钢坯需要进行缓冷和退火，可挽回-部分报废的损失。

4交付锻件的同时提供质检报告 锻造厂在交付锻件的同时，必须出具：①纯净度H、N、0含量。②化学成分、力学性能。③锻造 比。

④超声波无损检测等相关内容的质检报告。MW20130723与距表面距离曲线如图2所示。

表面硬度试验结果显微硬度计检测值 里氏硬度计检测HVO.2 HV1 LC 平均A B C A B C A B557 736 783 467 556 622 齿圈616 770 764 443 563 579 母体 283 350676 740 790 513 543 6800 >赵酶图2 硬度梯度曲线2.分析从附表数据及硬度梯度可以看出，台式显微硬度计检测的氮化硬度不论是在2N还是1ON力，硬度值均比里氏硬度计检测值高。2N力硬度值差距较大，10N力硬度差距稍校硬度梯度法检测的结果，氮化层深度在0.35mm左右。

显微硬度法是-种压入式测试材料硬度值的方法，其物理意义表征了材料表面抵抗金刚石正四棱锥压入时所引起的塑性变形能力，根据维氏硬度测试的原理和方法，维氏硬度能较真实地反映出金属材料表面的软硬特征，其加载载荷较小，因而对于渗氮层表面的硬度能得到较精确的测量值。便携式里氏硬度的测试原理是-种动载荷试验法，从材料力学可知，其检验硬度值与材料的弹性模量和材料吸收冲击能的特性等有关。

可见采用里氏硬度计尚无法测量出渗氮硬化层准确的硬度值，仅能对同种材料和工艺渗氮件表面综合硬度作定性对比测试，所检测的硬度只能作为参考，不能作为判断其氮化硬度是否合格。

3.建议1氮化生产时每炉均须带同材质、同处理状态的随炉试样，氮化后对试样进行硬度、氮化层深度检测 ，按照氮化件检验标准GBl1354-1989，对于关键零件，氮化后应进行脆性及氮化层组织检验，里氏硬度计所检测的工件表面氮化硬度应该根据随炉试样表面值进行适当的修正。

2由于氮化件基本是要求齿面进行氮化 ，以提高使用的耐磨性，检验齿面氮化硬度时，模数小于4的，不能直接使用里氏硬度计检测，以避免齿面太小影响硬度检测准确性 ，可在齿面相近的其他部位进行硬度检测。MW 20130729金属JnT 冷加工 2013年第19期要目在普通镗床T611C上精加工摆线磨齿机工作台空间斜 孔的加工工艺- 种需对齿的盘齿轮加工轿车制动盘精加工工艺刀具圆锥柄的快速车削珩磨大功率内燃机气缸套叶 片型 面数控加工 变形控 制夹具结构研 究阀芯快速分度制孔发动机及前悬组合 式工装线切割工装的设计制作加工橡胶矩形螺纹组合刀具的设计长悬伸切削刀具的创新减振技术深孔加 工用新型导 向套的 自行开发与选 用深孔加工数控程序优化应用研 究SNUMERK 828D&数控 系统数据通信技术的应 用GK4620多线切割机的断线与排 线检 测技术在线测量 系统在数控机床中的应用SKCR100/850型数控 纤维缠绕机制造及检验基于数值模拟的起动导向筒异形腔成形工艺研 究基于solidworks设计图样的更改参数化编程在UG中的应用与实现ANSYS在立式加工中心结构优化设计中的应用大型卧车的搬迁及电气改造Z100摇臂钻加工转盘轴承座平面的改造砂轮 圆角平滑修整 法去毛刺方法及其在差速器壳加工中的应用参属 工热加 熟处 蠹 43