一种孔芯活塞杆的热处理工艺制造技术

本申请涉及金属热处理工艺的领域，具体公开了一种孔芯活塞杆的热处理工艺。包括预处理、预热、正火、形成渗层、淬火、冷却、回火步骤，本申请渗剂中的活性碳原子渗入孔芯活塞杆表面，经过渗碳后的孔芯活塞杆耐磨性能和机械强度更好。而渗剂中的其它组分在950

【技术实现步骤摘要】
一种孔芯活塞杆的热处理工艺


[0001]本申请涉及金属热处理领域，更具体地说，它涉及一种孔芯活塞杆的热处理工艺。

技术介绍

[0002]活塞杆是支持活塞做功的连接部件，大部分应用在油缸、气缸运动执行部件中，是一个运动频繁、技术要求高的运动部件。正常使用活塞杆时，活塞杆要承受交变载荷作用，表面被往复磨擦，所以要求活塞杆既要硬度高又要耐磨。
[0003]热处理工艺是指材料在固态下，通过加热、保温、冷却的手段，获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺，热处理工艺一般不会改变工件的形状，因此是机械制造中的重要工艺之一。目前活塞杆的热处理，通常是将成型后的活塞杆经过正火、调质、淬火、回火等步骤的处理加工而成。
[0004]针对上述中的相关技术，专利技术人认为热处理过程，活塞杆内部应力会随着温度变化而变化，温度变化急剧导致活塞杆内部应力不均，使得活塞杆表面会出现细小的裂纹，活塞杆在使用过程中，活塞杆的摩擦系数增大、机械强度降低。

技术实现思路

[0005]为了增强活塞杆的机械强度并降低摩擦系数，本申请提供一种孔芯活塞杆的热处理工艺。
[0006]本申请提供一种孔芯活塞杆的热处理工艺，采用如下的技术方案：一种孔芯活塞杆的热处理工艺，具体包括以下步骤：S1、预处理：将成型后的孔芯活塞杆浸泡在碱性电解质溶液中，以耐腐蚀材料作为辅助电极，在直流电作用下，除去孔芯活塞杆表面的油污；S2、预热：经过步骤S1预处理后的孔芯活塞杆在800-900℃下进行预热，预热时间为1-2h；S3、正火：预热后的孔芯活塞杆在1000-1100℃下保温3-6h保温结束后自然冷却至400-500℃；S4、形成渗层：经过步骤S3正火处理后的孔芯活塞杆置于渗剂中，并升温至950-1000℃，保温5-8h，所述渗剂按照质量分数计，包括木炭50-60％、氧化铬10-15％、氧化钼3-5％、氧化钒4-6％以及硼砂10-15％；S5、淬火：将经过S3步骤处理后的孔芯活塞杆在1000-1050℃下，保温3-5h；S6、冷却：经过步骤S5处理后的孔芯活塞杆置于冷却液中进行冷却；S7、回火：经过步骤S6冷却后的孔芯活塞杆在150-200℃下，保温2-5h，保温结束后，将孔芯活塞杆自然冷却至室温。
[0007]通过采用上述技术方案，成型后的孔芯活塞杆先进行预热，目的是为后续的热处理作好准备，经过预热步骤的孔芯活塞杆，使得孔芯活塞杆内部形成细小、均匀的晶粒，从而提高孔芯活塞杆的强度。预热后的孔芯活塞杆再进行正火处理，目的是消除孔芯活塞杆
的内部应力，使孔芯活塞杆的组织更均匀。经过正火处理后的孔芯活塞杆置于渗剂中，并升温至950-1000℃，950-1000℃下，活性碳原子渗入孔芯活塞杆表面，经过渗碳后的孔芯活塞杆耐磨性能和机械强度更好。渗剂中的其它组分会熔融，会在孔芯活塞杆表面形成渗铬层、渗钼层、渗钒层，能够提高孔芯活塞杆的表面硬度。因为铬、钼、钒的强度高，还能够提高孔芯活塞杆的强度；铬原子、钼原子、钒原子均易于碳原子结合，使得渗层表面含大量的金属碳化物，具有很好的耐磨性。进行淬火的目的是提高渗层强度，消除活塞杆表面残余的渗层，还能够提高孔芯活塞杆的硬度和耐磨性能，高温淬火还能够细化晶粒，提高孔芯活塞杆内部的强度。冷却后进行回火的目的是提高孔芯活塞杆组织稳定性，使得孔芯活塞杆使用过程中不再发生组织转变，从而使孔芯活塞杆的尺寸保持稳定。
[0008]优选的，所述步骤S6中的冷却液按照质量分数计，包括水60-70％、氯化钠10-15％、聚乙烯醇6-12％、三乙醇胺5-8％、柠檬酸2-4％以及消泡剂1-3％。
[0009]通过采用上述技术方案，冷却液以水作为主要成分，是因为水的冷却速度快、成分稳定、不易变质，但是随着水温的升高，水处于蒸汽膜阶段时，冷却速度逐渐降低，加入氯化钠，当高温的孔芯活塞杆浸入冷却液中时，在蒸汽膜阶段，会析出氯化钠晶体，氯化钠晶体会立即爆裂破坏蒸汽膜，并将工件表面的氧化层炸碎，这样能够提高冷却液在高温区的冷却能力。聚乙烯醇在冷却过程能够成膜，孔芯活塞杆表面和蒸汽膜外面均被聚乙烯形成的粘性膜包围，冷却速度缓慢，进入沸腾阶段后，粘性膜破裂，冷却速度加快，当温度降至低温区时，聚乙烯醇粘性膜又会重新形成，使冷却速度下降，有利于防止孔芯活塞杆表面开裂。三乙醇胺在水中易溶解，冰点低，冷却效果好。由于冷却液中的氯离子对孔芯活塞杆有腐蚀作用，因此加入柠檬酸，柠檬酸易溶于水，酸性低，对孔芯活塞杆具有一定的缓蚀性。冷却液沸腾时，消泡剂能够消除沸腾阶段产生的气泡，提高冷却液与孔芯活塞杆表面的接触能力，从而提高冷却效果。
[0010]优选的，所述步骤S2的预热过程在惰性气氛条件下进行。
[0011]通过采用上述技术方案，在惰性气氛下预热，能够降低预热过程空气对孔芯活塞杆的氧化作用。
[0012]优选的，所述步骤S4中，持续通入氨气。
[0013]通过采用上述技术方案，氨气受热分解产生活性氮原子，氮原子不断吸附到孔芯活塞杆表面，并扩散渗入到孔芯活塞杆表层内，氮原子能够与孔芯活塞杆中的合金元素结合形成合金氮化物，合金氮化物的硬度高、热稳定性好，因此渗氮后的孔芯活塞杆表面硬度高、耐磨性好。
[0014]优选的，所述渗剂还包括硼化钙9-10％。
[0015]通过采用上述技术方案，硼化钙具有较强的抗氧化作用，能够避免渗剂在孔芯活塞杆表面形成渗层时被氧化，硼化钙在热冲击下还具有很高的强度和稳定性，硼化钙的加入能够进一步提高孔芯活塞杆的机械性能。
[0016]优选的，所述渗剂按照质量分数计，包括木炭55％、氧化铬12.8％、氧化钼4.2％、氧化钒5.3％、硼化钙9.4％以及硼砂13.3％。
[0017]通过采用上述技术方案，按照该比例配制的渗剂在孔芯活塞杆表面形成的渗层，使得孔芯活塞杆的机械强度及耐磨程度最好。
[0018]优选的，所述步骤S6中的冷却液按照质量分数计，包括水66％、氯化钠13％、聚乙
烯醇9％、三乙醇胺7％、柠檬酸3％以及消泡剂2％。
[0019]通过采用上述技术方案，按照该比例配制的冷却液，对孔芯活塞杆的冷却效果最好。
[0020]优选的，所述步骤S1中碱性电解质溶液为质量分数为10-15％的氢氧化钠溶液。
[0021]通过采用上述技术方案，氢氧化钠属于强碱，皂化作用强，能够有效除去孔芯活塞表面的油污。
[0022]综上所述，本申请具有以下有益效果：1、由于本申请采用在孔芯活塞杆表面沉积渗层，经过正火处理后的孔芯活塞杆置于渗剂中，并升温至950-1000℃，950-1000℃下，活性碳原子渗入孔芯活塞杆表面，经过渗碳后的孔芯活塞杆耐磨性能和机械强度更好。渗剂中的其它组分在950-1000℃下会熔融，会在孔芯活塞杆表面形成渗铬层、渗钼层、渗钒层，能够提高孔芯活塞杆的表面硬度。因为铬、钼、钒的强度高，还能够提高孔芯活塞杆的强度；铬原子、钼原子、钒原子均易于碳原子结合，使得渗层表面含大量的金属碳化物，具有很好的耐磨性。进行淬火的目的是提高渗层强度，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种孔芯活塞杆的热处理工艺，其特征在于：具体包括以下步骤：S1、预处理：将成型后的孔芯活塞杆浸泡在碱性电解质溶液中，以耐腐蚀材料作为辅助电极，在直流电作用下，除去孔芯活塞杆表面的油污；S2、预热：经过步骤S1预处理后的孔芯活塞杆在800-900℃下进行预热，预热时间为1-2h；S3、正火：预热后的孔芯活塞杆在1000-1100℃下保温3-6h保温结束后自然冷却至400-500℃；S4、形成渗层：经过步骤S3正火处理后的孔芯活塞杆置于渗剂中，并升温至950-1000℃，保温5-8h，所述渗剂按照质量分数计，包括木炭50-60%、氧化铬10-15%、氧化钼3-5%、氧化钒4-6%以及硼砂10-15%；S5、淬火：将经过S3步骤处理后的孔芯活塞杆在1000-1050℃下，保温3-5h；S6、冷却：经过步骤S5处理后的孔芯活塞杆置于冷却液中进行冷却；S7、回火：经过步骤S6冷却后的孔芯活塞杆在150-200℃下，保温2-5h，保温结束后，将孔芯活塞杆自然冷却至室温。2.根据权利要求1所述的一种孔芯活塞杆的热处理工艺，其特征在于：所述步骤S6中...

【专利技术属性】
技术研发人员：竺飞龙，
申请(专利权)人：宁波长隆锦泰机械科技有限公司，
类型：发明
国别省市：