成为客户成功不可或缺的一部分意味着不仅仅是定期接收零件并按照规格处理它们。
有时,顾客会向热处理公司寻求他们无法完全理解的问题的答案。
在这个案例中,芝加哥地区的一家汽车零部件供应商需要知道,为什么它送去进行热处理的零部件不断出现裂纹。他们在测试上花费了太多的时间和资源,扔掉了太多失败的部分。

可变正时板的持续裂纹

我们的客户为国内车型生产可变气门正时板。可变气门正时(VVT)板的一部分为优化发动机性能而设计的系统通过改变升力,持续时间和阀门升力事件的时间。
在这种情况下,这些零件的生命周期开始于钢铁厂,在那里线圈AISI 1045碳钢被生产。然后在客户的工厂对零件进行退火,为精冲做好准备。然后,零件将通过硬化和发送到汽车制造商。
但是我们的客户注意到很多零件都裂开了。这是两个大问题的根源:

  • 客户必须对从热处理器返回的每个部件进行检查,这将耗费大量的时间和资源。
  • 为了满足与汽车制造商的合同条款,我们的客户不得不制造比通常需要多得多的零件,假设许多零件是不能被接受的。它花费了太多的钱,而且浪费了太多的钢材。

这位客户找到了保罗的冶金学家,想弄清楚问题出在哪里,以及可以做些什么来纠正它。

法医热处理分析

我们的第一个任务是弄清楚客户的热处理对零件做了什么。
经过检查,我们注意到这些零件相当易碎。仔细观察这些零件表面的微观结构发现,它们确实是这样的碳氮化物
显微硬度测试比较。
与此同时,我们咨询了炼钢厂和炼钢厂的人员。我们了解到1045钢的线圈是在氮气环境中退火的。退火使钢中碳化物球化是帮助精冲的一项重要工艺。在我们客户的情况下,如果不先退火,VVT板就不能形成指定的公差。
但退火过程中存在的氮是一个问题。钢含有铝作为晶粒细化元素。退火过程中铝与氮结合形成氮化铝。氮化铝在零件表面产生更细的晶粒,防止材料的完全硬化。我们怀疑我们客户的热处理公司试图通过碳氮共渗来克服这个缺陷。但这些零件不但没有硬化,反而变得很脆。这是因为1045钢的淬透性不足,无法克服由于氮化铝的存在而造成的晶粒细小的问题。
为了证实我们的怀疑,我们从客户的工厂订购了相同的材料,然后像我们认为之前的热处理公司那样对零件进行了碳化氮处理。通过对零件的后处理分析,我们成功地重构了失效模式。
显微硬度梯度图。

定制开发的解决方案

我们认为解决问题最直接的方法就是从一开始就消除造成问题的因素。我们再次接近工厂,这次是想看看他们是否能在不同的环境中退火钢。他们说他们不能。
下一个最好的办法是在1045钢上“钉”另一种合金元素,尽管退火过程中氮和铝的相互作用会导致晶粒变小,但这种合金元素可以增加淬性。我们确定铬是理想的合金,经过一些试验和错误,我们确定了一个公式,铬钉可以使完全硬化后的零件没有裂纹。
氮化铝层
今天,客户的工厂仍然生产1045钢和我们推荐的铬钉。截至2018年年中,我们已经为该客户处理了2500万个可变气门正时板。
如果你的部分失败了,你也不知道原因,那就向团队寻求帮助从1943年开始领导.我们经验丰富的冶金学家是值得信赖的汽车工业发现问题,提出解决方案并实施符合要求的热处理我们的客户严格的规格
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