注塑機用38CrMoAlstel料筒表面出現黑點的原因

行進 13, 2023

38子氮化後的CrMoAl鋼, 表面硬度可達1200HV以上, 氮化層深度1mm以上, 常用於製造高疲勞強度, 高耐磨零件, 如車床的主軸, 細密螺絲, 桶, 等等. [1]. 38CrMoAl鋼的生產工藝流程如下: 壓鑄錠→熱鍛→下料鍛造→中心切削→調質處理→滲氮處理→機械加工. 進行了一系列的理化測試和分析，找出了氣缸表面黑點的原因.

1 理化試驗 1.1 宏觀觀察

從圖中可以看出 1, 桶身表面有密集的黑色斑點，斑點大小和分佈不規則

1.2 化學成分分析

在註塑機表面的黑點處取樣, 並分析了化學成分. 結果見表 1, 這表明其化學成分充滿國標 / 噸 3077-2015 < 標準一對鍍金鋼

38CrMoAl鋼的技術要求

1.3 掃描電鏡分析

在註塑機料筒表面黑點處取樣, 並經過超聲波清洗後, 使用了 FEIQ U AN T A 400F. 黑點的外觀是冰糖凹坑, 並通過SEM觀察表面形貌. 從圖中可以看出 2, 桶麵口特徵, 無機械加工痕跡.

注塑機機筒表面黑點截取截面訪談樣張, 並觀察橫截面形貌. 從圖中可以看出. 3 圓柱截面上有很多裂縫, 不同區域裂縫分佈不均, 裂紋周圍無氧化現象和非金屬夾雜物, 局部區域表面氮化層脫落.

從圖中可以看出. 4 即白亮層的厚度 (複合層) 筒體表面滲氮層不平整, 且滲氮層較厚處的裂紋也較多, 裂紋沿晶界開裂. 筒體基體組織為貝氏體，晶粒度較大.

2 分析與討論

注塑機料筒化學成分符合國標對38CrMoAl鋼的技術要求 / T3077-2015標準. 桶表

有黑點. 通過掃描電鏡分析, 我們可以看到表面的黑點是冰糖 – 像坑. 筒體橫截面可見沿晶界擴展的裂紋, 裂紋周圍無氧化產物和非金屬夾雜物, 表明裂紋與鋼中的夾雜物無關, 裂紋是熱處理後形成的. 金相檢驗結果表明，滲氮層較厚的白光層裂紋較多, 且局部白亮層厚度超過 50 毫米. 圓柱體基體結構為貝葉斯結構，晶粒粗大.

研究表明，工件滲氮後, 表面滲氮層中的白色光亮層由一種或兩種xi相組成, e相, γ'相, 也稱為複合層, 因為不易被普通蝕刻劑腐蝕, 所以在金相顯示微鏡下是白亮的 [2-3]. Kong Dequn et al. [5] 研究表明滲氮前基體結構對滲氮後白亮層厚度有顯著影響. 基體結構的晶粒度越粗, 氮化後白色光亮層越不均勻, 而且容易出現鬆動現象. 制服和小型回收索氏體織物可以從 38 回火處理後的CrMoAl鋼 [6] , 但調質處理後的批次工作, 粒度大, 導致工件滲氮後表面形成一層厚薄不均的白色光亮層. 滲氮後筒體表面形成的白色光亮層硬度高，可增強工件的耐磨性. 然而, 白光層往往脆性較大, 並且隨著白光層厚度的增加, 白光層會鬆動 (不緻密), 比如水果三明治鬆散, 在工件拋光時會出現剝落, 脫皮等現象 [4]. 相關研究表明 [7-9], 對於工件的表面硬度, 如工件表面滲碳或滲氮處理, 在機加工, 例如研磨過程的控制, 可避免磨削裂紋的產生.

總之, 機筒表面氮化不均勻, 在打磨過程中, 氮化層在白色亮層厚的區域出現晶間開裂和氮化層剝落現象, 這是桶表面黑點狀缺陷的主要原因.

結論和建議

(1) 表面氮化不均勻 38 C r M o A l 注塑機用鋼缸

制服, 在加工過程中, 筒體表面滲氮層較厚處沿結晶裂紋，滲氮層剝落, 形成一個點狀坑, 這是氣缸表面出現黑點的主要原因.