大型渗碳齿轮钢锻件磁粉检测质量问题分析处理

大型渗碳齿轮轴锻件一般采用17CrNiMo6材质，齿轮轴表面质量要求高，标准要求渗碳部位磁粉检测线性显示不超过0.5mm。但是，近期中国第二重型机械集团公司在为某公司提供毛坯齿轮轴产品时，用户精加工后发现锻件表面存在超标的磁粉检测显示缺陷，该类缺陷显示基本沿轴向分布。由于该类缺陷超标，导致产品无法使用，最终报废，不仅影响了用户工期，也给制造厂带来了较大的经济损失。为此二重技术人员对此类缺陷进行了解剖，详细分析了该类缺陷的产生原因并制定了解决措施，最终杜绝了此类问题的再次发生。

根据产品技术要求，采用工艺流程：电弧炉粗炼→钢包炉真空精炼→真空浇注→锻造→锻后热处理→粗加工→理化性能→无损检测→联检→毛坯包装发货。

磁痕分析：通常磁痕的产生有可能是以下原因造成的：磨削裂纹，材料白点，淬火裂纹，锻造裂纹，非金属夹杂。根据磁痕的外观形状和分布就可以初步分辨多数的原因。从缺陷的分布形态来看，缺陷均分布在工作表层50mm以内，基本沿工作轴向分布，可排除材料白点。由于该工件并未进行淬火处理及磨削加工，故也可排除淬火裂纹和磨削裂纹的可能。为了弄清楚磁痕缺陷产生的真正原因，对工件进一步做了分析。

缺陷性质分析：为了增加对磁粉检测缺陷的检出率，对产品增加4MHz的45°斜探头超声检测，并对磁粉检测发现有超标缺陷显示的产品进行了解剖分析。金相检测可以看到夹杂物的尺寸较大，并聚集在一起呈链状分布。该夹杂物通过扫描电镜进行分析，结果表明为Al、Ca、Mg、O等成分所形成的复合氧化物。

夹杂物分析：从磁痕缺陷的金相检测结果来看，该类夹杂物尺寸较大，为外来夹杂物；该类夹杂物在热加工时不变形，但沿加工方向（轴向）破裂成链状分布，再从扫描电镜分析可以确定该类夹杂物为铝钙为主的复合氧化物。

应采取下列工艺措施来防止缺陷的产生：

（1）降低产品全氧含量。从前述产品分析结果可知，氧化物夹杂是导致产品报废的原因，因此在工艺上降低产品的全氧含量尤为重要。加强浇注过程中钢水保护力度，采用先进的浇注工艺方法，做到浇钢过程中完全避免二次氧化。

（2）防止外来夹杂物。选择高质量等级的耐火材料，进一步提高钢水纯净度；钢锭模及浇注附具要严格清理，避免污染。（余冶）