经渗碳高强度钢部件制造技术

机器

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】经渗碳高强度钢部件


[0001]本公开涉及钢部件的形成
。
更具体地，本公开涉及用高强度钢形成以实现改善的抗开裂性和改善的可用寿命的燃料喷射器喷嘴尖端和其他部件
。

技术介绍

[0002]机器广泛用于建筑
、
采矿
、
铺砌
、
林业和其他类似行业
。
这些机器由任何合适的燃料提供动力，例如柴油
、
汽油
、
生物柴油
、
液态天然气
(LNG)、
压缩天然气
(CNG)、
任何种类的石油馏出物和
/
或其他碳氢化合物
。
这些燃料到机器的内燃发动机中的流动通常使用燃料喷射器来控制
。
燃料喷射器通常具有移动部分，所述移动部分在相对高的温度下操作以控制燃料到内燃发动机的燃烧气缸的递送
。
例如，柴油燃料喷射器可以包括移动喷嘴阀，所述移动喷嘴阀控制燃料经由孔口通过燃料喷射器的喷嘴尖端的流动
。
在这样的配置中，喷嘴阀可以通过移动并且选择性地接触燃料喷射器的喷嘴尖端以选择性地打开或阻塞通过喷嘴尖端的孔口而提供燃料流动控制
。
由于发动机操作期间的热操作环境和燃料喷射器的部分之间的重复接触，在燃料喷射器的喷嘴尖端
、
喷嘴阀和
/
或其他部件中或在发动机的其他部件中可能产生开裂
。
[0003]除了其中零件在恶劣r/>(
例如，引发撞击的
、
热环境等
)
环境中操作的这些机器的内燃发动机外，机器通常包括液压系统，例如用于移动或运送材料
(
例如，泥土
、
砾石等
)。
这些液压系统可以包括可以在高压下并且有时在过热下操作的部件，例如气缸和活塞
。
因此，在恶劣条件下操作的这些液压部件也可能在操作期间产生开裂和
/
或其他缺陷，这可以减小这些部件的寿命并且涉及昂贵的现场停机时间和维护
。
[0004]此外，在一些情况下，这种机器的底盘可以利用履带组件而不是轮来提供地面接合推进
。
在产生足够的牵引力成问题的环境中，如在上文提到的行业中经常碰到的那些情况下，此类履带组件可能是优选的
。
确切地说，履带式机器不是依靠轮来滚动通过工作表面，而是利用一个或多个履带组件，所述一个或多个履带组件包括联接的履带链节的环形环，其限定支承地面接合履带板的外表面，以及围绕一个或多个可旋转履带接合元件
(
例如，如驱动链轮
、
惰轮
、
张紧器和滚子
)
行进的内表面
。
此类履带链条组件可以在极其不利的环境中操作，其中履带接头可能暴露于水
、
泥土
、
砂
、
岩石或其他矿物或化学元素的各种磨蚀混合物
。
因此，履带链条组件的部件可能磨损，并且开裂和
/
或其他缺陷可能形成在履带链条的各种部件
(
例如衬套
、
链轮
、
惰轮等
)
中
。
另外，机器可以具有由于恶劣的操作环境而可能易于开裂和
/
或其他缺陷的其他部件，例如作业边缘
。
[0005]生产具有相对高水平的表面硬度的部件的实例在中国专利号
10,973,579(
下文称为
’
579
专利
)
中被描述
。
如
’
579
专利中指出的，在用于表面硬化的钢热处理过程中，钢部件可以经受渗碳处理，随后进行淬火和深冷处理
。
然而，
’
579
专利中描述的过程也需要多个另外步骤，并且所公开的过程不最大化提供给钢部件的表面碳量
。
另外，在
’
579
参考文献中描述的钢硬化过程中，钢的冶金成分不产生期望的表面硬度或期望的应力分布
。
[0006]本公开的实例实施例以克服上述缺陷为目标
。

技术实现思路

[0007]在本公开的实例中，一种部件包括外层，所述外层具有至少约
55
洛氏硬度等级
C(HRC)
的硬度和压缩应力，所述外层具有至少约
0.1
重量％的钒含量
。
所述部件还包括由所述外层包封的芯层，所述芯层具有小于约
55HRC
的硬度和拉伸应力，其中所述外层的厚度为至少
250
微米
(
μ
m)
，并且其中在所述部件暴露于至少约
300℃
的温度至少约3小时之后，所述外层在至少
250
μ
m
的深度处具有至少
59HRC
的第一硬度
。
[0008]在本公开的另一实例中，机器包括一个或多个部件
。
至少一个部件包括外层，所述外层包括具有至少约
55HRC
的第一硬度和压缩应力的外表面
。
所述至少一个部件还包括由所述外层包封的芯层，所述芯层具有小于约
55HRC
的第二硬度和拉伸应力，其中在所述部件暴露于至少约
300℃
的温度至少约3小时之后，在距所述外表面约
250
微米
(
μ
m)
的第一深度处的第三硬度为至少约
59HRC
，并且在约
600
μ
m
的第二深度处的第四硬度小于约
53HRC。
[0009]在本公开的又一实例中，一种制造机器部件的方法包括：用碳含量小于约
0.5
重量％并且钒含量至少约
0.1
重量％的钢形成粗制部件；以及在至少约
900℃
的渗碳温度下对所述粗制部件进行渗碳以形成所述机器部件的经渗碳外层
。
所述方法还包括：直接在所述渗碳温度下对经渗碳的粗制部件进行淬火；执行已淬火的粗制部件的零下处理；以及对已零下处理的粗制部件进行回火以形成所述机器部件
。
附图说明
[0010]图1是具有根据本公开的实例形成的一个或多个部件的实例机器的示意图
。
[0011]图2是根据本公开的实例的如图1中描绘的机器的燃料喷射器的实例部分的示意图
。
[0012]图3示出描绘根据本公开的实例的如图1中描绘的机器的部件的实例冶金成分的图表
。
[0013]图4是描绘根据本公开的实例的用于硬化如图1中描绘的机器的实例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种部件
(114、120、122、130、132、134、136)
，包括：外层
(502)
，所述外层具有至少约
55
洛氏硬度等级
C(HRC)
的硬度和压缩应力，所述外层
(502)
具有至少约
0.1
重量％的钒含量；以及芯层
(504)
，所述芯层由所述外层
(502)
包封，所述芯层
(504)
具有小于约
55HRC
的硬度和拉伸应力，其中所述外层
(502)
的厚度为至少
250
微米
(
μ
m)
，并且其中在所述部件
(114、120、122、130、132、134、136)
暴露于至少约
300℃
的温度至少约3小时之后，所述外层
(502)
在至少
250
μ
m
的深度处具有至少
59HRC
的第一硬度
。2.
根据权利要求1所述的部件
(114、120、122、130、132、134、136)
，其中所述芯层
(504)
包含在约
0.2
重量％至约1重量％范围内的锰
(Mn)、
在约0重量％至约
0.3
重量％范围内的硅
(Si)、
在约0重量％至约
0.3
重量％范围内的磷
(P)、
在约0重量％至约
0.01
重量％范围内的硫
(S)、
在约0重量％至约
0.3
重量％范围内的镍
(Ni)、
在约
1.5
重量％至约2重量％范围内的铬
(Cr)、
在约
1.7
重量％至约
2.4
重量％范围内的钼
(Mo)、
和在约
0.1
重量％至约1重量％范围内的钒
(V)。3.
根据权利要求1所述的部件
(114、120、122、130、132、134、136)
，其中所述芯层
(504)
包含小于约
0.7
重量％的第一碳浓度，并且所述外层
(502)
包含大于约
0.7
重量％的第二碳浓度
。4.
根据权利要求1所述的部件

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：