推杆球座渗碳淬硬工艺- .pdf

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1、推杆球座渗碳淬硬工艺一汽解放公司无锡柴油机厂(江苏214026)马静芬冯雅明我厂20钢推杆球座，一直选用爱协林多用箱式(3)问题分析针对推杆球座(20钢)返工率炉直接渗碳淬硬，但渗碳淬硬后往往深度偏浅，硬高的问题，经分析认为有3个方面的原因：①零件度合格。即使延长工艺时间，返工率也较高，箱式采用20钢冷挤压成形，表层已有一层致密的氧化多用炉生产成本较高。膜，使工件表面被钝化。该钝化膜的存在会影响1．现生产工艺碳、氮在工件表面的吸附，且伴有局部脱碳，与同类材料加工件(表面状况良好)相比，其渗碳速度

2、(1)零件技术要求与工艺流程20钢冷挤压受到很大影响。按照前期检验报告统计，渗速降低件推杆球座结构如图1所示。技术要求：渗碳层30％～40％，即正常件渗层深度到1．0mm时，推杆深度1．0～1．4mm，硬度为52～58HRC。其工艺流球座渗层只有0．6～0．7mm深。②零件呈碗状，在装程：下料一冷挤压成形一渗碳淬硬(渗碳深度1．0炉时一般随意重叠(见图3)，较密的装炉方式影～1．4mm，硬度50～58HRC)一机加工一焊接。响气流正常循环，导致硬度软硬不均或渗层深度偏浅，重叠件比正常件渗层深度降

3、低50％以上，硬度也有5～15HRC的降低。③理化室检测渗碳深度方法为硬度法，由于硬度法受到淬火情况影响，以往采用(850±10)℃在快速光亮淬火油中淬火，硬度偏低，造成硬度法检测深度比金相法浅。图1(2)生产设备与工艺爱协林多用箱式炉有气氛保护，且具备高精度氧探头，能对炉内碳势精确控制，故首选该设备(见图2)。其正常热处理工艺为：450~C预氧化2h，强渗时间为12h。3由于上述因素影响，导致该零件返工率居高不下，一度达~f／5o％，对生产进度造成极大影响。2．改进途径探索(1)催渗方法从催渗

4、机理上讲，目前分稀土催渗技术、BH催渗技术和预氧化催渗技术三类。图2从使用情况看：稀土催渗技术在实际使用过程46O：葚篓逢参：，’磊『内’-．．船删工上中，都有滴管堵塞等问题，增加设备维修成本；果不明显。为此我们又进行480℃预氧化试验，试BH催渗技术过去虽然对渗碳速度增加有明显的效验结果见表1。果，在热处理杂志正面报道也较多，但是腐蚀性化表1预氧化试验结果预氧化工艺排料方式渗碳层深度佃m备注学物质在“活化工件表面”的同时，会对产品和设450℃×2h随意O-35备造成腐蚀，特别对氧探头的影响更明

5、显，影响设450℃×2h人工排放O．7多用炉，900℃480℃碳势0．9％预渗lh，备使用寿命，所以当年推荐这种方法的厂家现已不×2h随意0．4920"C碳势1480~C×2h强渗人工排放0．1％强渗再使用；氧化催渗技术也就是在多用炉中采用的表时间延长2h．712h面预氧化，在这个零件上催渗效果不明显。由表1可知：人工排料比随意堆放渗碳层深度(2)改变装炉方式原装炉方式是随意堆放深，预氧化温度提高~U48o℃，深度提高不明显，的，零件与零件之间有重叠现象，不利于气体流采取这两个措施都不能达到技术

6、要求。动，影响渗碳速度和造成渗碳层深浅不一，如图4我们认为，“表面预氧化+人工排放”可以解所示。为了改变这种情况，我们改进装炉方式，采决一些渗层的均匀性问题，提高一点渗速，但即使用人工排料，减少零件重叠现象，如图5所示。．从延长工艺时间也不能满足技术要求。理论上分析，采用人工排料，可改善小件零件零(2)渗碳后重新加热淬盐水试验将正常工艺件之间的不均匀性。随意堆放的零件、正常工艺人工排放的零件和延长强渗时间提高预氧化温度人工排放的零件重新加热，进行淬盐水试验，其渗碳层深度检测结果见表2。表2改变装

7、炉方式延长强渗时间淬盐水试验种类渗碳层深度／mm备注正常工艺随意堆放零件1．1O盐浴炉正常工艺人工排放的零件1-35810C淬延长强渗时间，48O℃×2h155盐水，l8O℃预氧化，人工排放的零件．坑式炉回火由表2可知：由于用硬度法检测渗碳层深度，图4同样渗碳的零件，淬盐水的淬透性比淬油强，故重新加热淬盐水后所表现的渗碳层深度明显提高，正常工艺都能满足技术要求，但从工艺稳定性与零件质量一致性考虑，正常工艺人工排放的零件盐水淬火的工艺更优。(3)稳定性试验由于多用炉渗碳后必须直接淬火，如需盐浴炉加

8、热重新淬，还需先退火，不利于节能。为此，将工艺优化为人工排放装炉，小渗碳炉渗碳+盐浴炉淬硬进行稳定试验。图5试验工艺：小渗碳炉2h预渗+lOh强渗，出炉坑(3)改用淬火介质由于20钢含碳量较低，渗冷后再在盐浴炉810C淬盐水，坑式炉180~C回火。碳淬火后直接淬盐水比淬油有利于用硬度测渗碳层试验结果见图6、图7，连续10炉次全部合格。14深度。^．．12g3．工艺试验及结果／＼，／、螽lo试验步骤：氧化催渗+人工排料试验一渗碳后醛0．8重新加热淬盐水试验一稳定性试验。冀(1)氧化催渗+人工排料试