作者：郝丰林，江苏双环齿轮有限公司
敬代云，浙江双环传动股份有限公司
陈德义，赫菲斯热处理系统江苏有限公司
来源：《金属加工（热加工）》杂志
齿轮在渗碳过程中，有时会出现“麻点”问题。“麻点”的存在不仅影响齿轮外观、降低齿轮精度，使齿轮表面质量下降，而且还改变齿轮表面应力分布，并使渗层局部产生拉应力，降低其疲劳寿命，更重要的是在使用过程中出现断齿，产生安全危害。一、“麻点”缺陷出现的原因
经过查阅文献和总结生产中遇到的一些问题，造成“麻点”缺陷的原因一般有以下几种：1）齿轮在渗碳过程中，有的工件要涂防渗剂，由于防渗剂涂得太多，造成在高温时滴落到工件上，致使局部位置存在防渗剂。在热处理过程中没有发现这个问题，最后在清理喷丸或强力喷丸工序发现局部有喷麻现象。2）齿轮在转运时由于转运箱有杂质，沾到齿轮上，齿轮没有经过前清洗，渗碳加热时杂质在高温下会顺着齿部往下流，齿轮如果平放一般在齿轮下端面，如果串放一般在下面的几个齿。对于轴类也是下端面。3）齿轮渗碳前一般要经过前清洗，由于选用的清洗剂不合适，清洗剂的主要成分是无机盐，在预氧化时不能燃烧，且使用量大，使用时间长会带到炉体内；即使使用时间短，如果长期保持这种状态清洗剂浓度会逐渐升高，工件烘干后会发现有粉末在上面，一旦加热会形成一熔融层，一部分落到炉体导轨上，另一部分留在工件上，渗碳淬火后会在工件表面发现白点，工件经过清理喷丸或强力喷丸后，白点位置会形成麻点。金相检查，渗层偏浅，表面是屈氏体或板条马氏体，硬度在～HV。图1所示就是无机盐清洗剂造成的白点。图1无机盐清洗剂造成的白点
4）齿轮经过盐浴处理，硫酸盐腐蚀，经过喷丸后发现有麻点。5）由于淬火油油量不足，造成齿轮淬火时，没有全部浸入油中，生产过程中没有发现，在喷丸工序会发现齿轮有麻点。对于上述类型的麻点，事先都是没有规律的，且都是在生产过程中检测发现的。二、麻点”问题的热处理工艺追查
恰巧我们也遇到了无规律可循的“麻点”问题，对于这种问题只能层层抽丝剥茧。2.1“麻点”工件描述生产中发现个别工件渗碳后转磨齿强力喷丸，产品表面出现麻点，出现的位置不固定，有时在齿面的一个点，有时在齿根，有时在整个齿面。问题工件如图2所示。图2出现麻点的问题工件
图2a中只是齿根有硬化层，齿面基本没有，喷丸后整个齿面都是麻点。图2b是在工件强力喷丸后，齿面有一个麻点，切开后检测金相，发现局部位置组织是屈氏体，硬度偏低，喷丸后出现麻点。2.2“麻点”原因追踪调查生产过程没有发现异常：1）没有采用盐浴处理。2）由于是干切齿，因此工件非常干净。3）没有经过前清洗，即与清洗剂无关。4）整个过程没有涂防渗剂的产品。5）淬火油方面，渗碳炉都是新采购的，没有问题。6）炉子碳势均匀性没有问题，检测9点硬化层在0.1mm之内，符合炉子设计要求。7）炉子9点测温温度误差在±5℃之间，符合要求。8）齿轮单边磨量只有0.08mm。出现麻点的工件位置：有的在齿面一个点，有的就是齿面全麻。对于有麻点的位置多次进行金相检测，组织是屈氏体或板条马氏体。且对于此类型的产品，使用多用炉、推杆炉时都出现过，没有规律可循。对于这种现象我们查阅了大量文献，也询问了许多行业内专家，始终没有找到原因。三、考察干切削加工
为了防止产品流出，对其进行强力喷丸分选，工件偶尔出现麻点，出现的工件时间也没有规律，有时一天出1件，有时一天出10件，但并不是每个品种的工件都有，只集中在两个型号的工件。我们发现出现问题的工件，加工过程都是采用格里森机床进行干切削的，是否是由于干切削问题造成的呢？干切削是加工趋势，对于环境友好，但以前采用湿切削没有出现过此类问题。对于出现问题的工件，在没有经过齿形加工的位置，对金相进行检测，如图3所示，渗层均匀。图3无齿形加工部位的问题工件
为了证明猜测，对齿轮加工应力进行检测。对于出现问题的工件加工参数进行试验，每个工件分°，切取A、B、C三个点，每个点检测齿面和齿根各一点，检测位置距离表面0.mm。检测结果见表1（表中正值为拉应力，负值为压应力）。表1工件加工参数和应力值根据检测结果可以看出，切齿齿根出现压应力，根据加工方式来说应该是拉应力，我们认为是否检测有问题。再次随机抽取现有的两件工件，调来兄弟公司一件采用干切削加工的相同工件；每件检测两个位置，每个位置检测0.mm、0.02mm位置的残余应力。检测结果见表2。表2残余应力检测值其中一个重要的信息是兄弟公司加工的此工件没有出现类似的“麻点”问题，但根据检测结果来看，我们现有的两件工件的检测结果是优于他们的，但为什么他们没有遇到该问题，而我们却遇到了呢？为了验证预氧化温度对于应力的关系，对其中一个工件先切下一试块，然后对剩下的工件进行℃、保温90min处理，最后再检测残余应力，检测结果见表3。表3预氧化后残余应力检测值
从这个试验可以看出，对于工件进行预氧化不仅有活化表面加速渗碳的作用，还有降低残余应力的作用。这次检测结果与以前检测结果差别很大，是检测出现了问题，还是工件本身的确存在问题？我们去现场调查，发现现场有两种刀具在用，一种是厂家原装进口的，另一种是国内仿制的。两种刀具采用相同的加工参数进行加工，于是对厂家刀具材质、镀层、硬度、切削速度等进行了解，调查结果见表4。表4两种刀具参数值根据调查结果可以看出，两种刀具的加工参数差别很大，上面出现的检测残余应力差别很大，正是不同的刀具加工造成的，并不是检测手段本身的问题。对于冷加工来说切齿本就应该出现拉应力，出现压应力可能与刀具有很大的关系。新的刀具初始加工时刀具没有问题，随着时间的增加，切削刃变钝，采用挤压方式切齿，造成齿面有很大的拉应力，齿根有时存在压应力。为了证明这个问题的真实性，先对仿制刀具全部封存，并找原装进口刀具厂家对刀具加工速度进行模拟，严格按照厂家要求的速度加工，对加工工件做好标识。经过半年运行，原装刀具新参数加工的工件没有再出现麻点的工件。后对仿制刀具也进行相同的操作，并按照其厂家提供的加工速度进行加工，也没有再出现有麻点的工件。由此说明，工件出现“麻点”的问题就是刀具加工参数不合理造成的。四、结束语
工件出现“麻点”问题，并没有规律可循，每个工序都有可能是造成“麻点”的元凶，应层层抽丝剥茧，对比分析。本案例中经过层层调查，最终解决了麻点的问题，同时也告诫我们对于一项新技术的应用应该谨慎。参考文献：略。购买热处理设备、投递广告请孙超
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