渗碳淬火是锌合金压铸热处理典型工艺，硬度不均是热处理生产常见质量问题。因硬度不均出现在个别锌合金压铸整体或局部，探测度低，又会大幅削减产品的使用寿命，是关注度较高的热处理质量问题之一。

1.硬度不均的原因分析

（1）产品表面污染

渗碳淬火热处理不仅对热前表面洁净度有要求，炉内渗碳过程中表面也不能被污染。

热前如有油污、锈蚀，会影响渗碳时碳的有效吸附。预氧化时油烟较多，不仅会粘附在产品表面、阻碍渗碳，还会影响炉内渗碳气氛的稳定性。

渗碳过程中要预防碳黑聚集对渗碳均匀性的影响。除选择合适渗碳温度、碳势外，还要考虑到炉内各种意外，如温度漂移、碳势准确度、氧探头失控、流量失控、炉内局部温度低、渗碳原辅料不纯等现象都会导致碳黑聚集。

（2）温度、碳势不均匀的影响

炉内温度不均匀对硬度不均影响较大，炉子的各种意外状况都会影响到炉温均匀性，如炉子密封性、中门故障、辐射管故障、料具卡壳等。

碳势均匀性受到温度不均匀、炉内气氛的循环、装炉密度的影响。炉内碳势低的区域，渗碳能力下降，该区域很可能出现渗层浅、硬度低的问题。

（3）冷却不足

淬火油冷却性能、清洁度都会影响到淬火质量。油搅拌器故障、不合适的装炉方式都会对淬火冷却产生影响，造成硬度不均问题。

2.解决措施

（1）避免锌合金压铸表面污染

热前不能有锈蚀、油污，清洗干净后进炉；采用热前专用清洗机，提高清洗效果；预氧化炉定期烧油烟，避免污染锌合金压铸表面和渗碳气氛。

定期温度校准。原热电偶只要求每年进行一次检定，因检定允差大，周期长，会出现温度虽然在检定要求范围内，但实际温度已出现较大偏差。我公司现在采用高一级的热电偶对主控温进行校准，保证了工艺温度的准确性。

增加对甲醇、丙烷等原辅料的质量检测，排除原辅料水分等杂质对渗碳气氛稳定性的影响。

定期进行烧碳黑操作。在操作过程中，判断碳黑聚集程度，同时分析碳黑异常的原因。

氧探头故障判断。

（2）保证温度、碳势均匀性

定期对炉温进行均匀性测试。

经常检查炉子密封性，尤其是中门密封情况；；定期检测中门密封情况，保证炉温均匀性要求。

零件从后室到前室淬火过程中，偶尔会发生动作暂停现象，零件延迟入油。发生这类设备时，使得炉门附近零件达不到淬火温度，产生硬度不均的问题，不易察觉。现在要求零件淬火时必须有人观察，关注设备动作情况和报警记录。

当辐射管出现短路、断路故障时，炉温均匀性受很大影响，同时加快碳黑形成速度。除定期维护辐射管外，还要对每根辐射管的使用状况进行监控。如辐射管出现故障，能做到及时更换，及时调整工艺。

装炉尺寸不能超长、超宽、超高，不能选择有裂纹料具，以防止进出料卡壳。

碳势不均匀性可以通过零件的渗碳均匀性进行间接检测。我们要求在工艺变更或设备大修后进行渗碳均匀性检测。

对装炉方法、装炉间隙进行了规范，并定期检测循环风扇和马弗板状况，保证碳势均匀性。

（3）保证淬火冷却

定期检测淬火油冷却特性，保证其冷却能力。

过滤淬火油中的碳黑、油泥等有害杂质，保证油品，稳定淬火。

选择的防渗碳涂料不能污染淬火油。

定期对油搅拌器故障进行检查，保证淬火充分冷却。

3.结语

出现硬度不均问题的原因有很多，贯穿齿轮渗碳淬火整个过程。首先要通过金相手段分析问题发生在渗碳阶段还是淬火阶段，然后根据问题零件的炉内分布、数量、形态等信息判断大概属于哪方面原因，最后排查设备状态、过程控制等细节，找出硬度不均的真正原因。