一种摇臂的热处理工艺.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200910013105.X

申请日:

2009.08.13

公开号:

CN101994119A

公开日:

2011.03.30

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):C23F 17/00申请公布日:20110330|||公开

IPC分类号:

C23F17/00; C23C8/22; C21D1/18; C23C8/50

主分类号:

C23F17/00

申请人:

徐鹤铭

发明人:

徐鹤铭

地址:

110179 辽宁省沈阳市浑南新区铁匠路95-2号

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

一种摇臂热处理工艺属于通用机械用的工件热处理工艺。本发明是提供一种质量稳定、防止工件脆性断裂,降低对渗碳设备的要求,产品合格率达到100%的摇臂工件热处理工艺。本发明括包括摇臂的冲压成型、渗碳、淬火、高温回火、预热和氮化热处理工艺过程。

权利要求书

1: 一种摇臂的热处理工艺, 其特征在于包括将板材冲压成型、 渗碳、 淬火、 高温回火、 喷 丸、 氮化处理。
2: 根据权利要求 1 所述一种摇臂的热处理工艺, 其特征在于使炉内碳势为 0.8 ~ 1.1 %, 炉内压力为 15 ~ 20mm 水柱, 保温 60-150 分钟, 使其渗碳层深度为 0.3 ~ 0.7mm, 直接出炉淬火 2.5 ~ 7%的氢氧化钠水溶液中冷却, 随后将工件放入 480 ~ 600℃的进行 回火, 保温 40 ~ 80 分钟, 使工件表面硬度 HRC20 ~ 33, 之后清洗, 放入预热炉内预热到 250 ~ 320℃, 保温 5 ~ 10 分钟, 将摇臂用放入氰根含量为 32 ~ 38%, 温度为 540 ~ 570℃ 的盐浴内处理 100 ~ 120 分钟, 出炉水冷、 清洗, 得到氮化层深度 0.008-0.020surn, 硬度 HV430-650, 总氮化层深度 0.2 ~ 0.4snun。

说明书


一种摇臂的热处理工艺

    技术领域 本发明属于通用机械用的摇臂热处理工艺, 尤其涉及一种汽缸直径为 Φ100mm 以 内的通用汽油机的摇臂热处理工艺。
     背景技术 针对目前热处理工序中普遍存在的, 对形状复杂、 应力集中点多、 使用频繁的金属 零件热处理达不到使用要求, 并且经常产生有变形应力等问题。如摇臂采用的热处理工艺 包括将原材料为 08 钢板冲压成型, 渗碳、 淬火、 低温回火、 抛光。这种热处理工艺对渗碳炉 的技术要求很高, 均需采用可控气氛热处理渗碳炉或微机控制炉内碳势的渗碳炉 ; 同时, 摇 钢件的渗碳层深度和均匀性要求极其严格, 其渗碳层深度为 0.3 ~ 0.5srnm, 当渗碳层达到 要求的上限时, 则使摇臂在拉伸处造成渗穿 ( 一般摇臂原材料厚度为 1.5 ~ 2.0mm, 经拉伸 成型后将减薄 0.6snun)。 淬火后该处脆性极大, 在使用中此处常发生断裂, 如渗碳层未达到 要求, 摇臂耐磨性差, 造成早期失效, 一但出现上述缺陷, 只有整炉报废。经统计, 其产品合 格率为 80%。
     发明内容 本发明的目的在于克服上述现有技术的不足, 提供一种质量稳定、 防止摇臂脆性 断裂, 降低对渗碳设备的要求, 产品合格率达到 100 %的摇臂热处理工艺。本发明的技术 方案包括将板材冲压成型、 渗碳、 淬火、 高温回火、 喷丸、 氮化处理之后置于普通气体渗碳炉 内, 加热到 860 ~ 920℃后滴入煤油, 使炉内碳势为 0.8 ~ 1.1%, 炉内压力为 15 ~ 20mm 水 柱, 保温 60-150 分钟, 使其渗碳层深度为 0.3 ~ 0.7mm, 直接出炉淬火 2.5 ~ 7%的氢氧化钠 水溶液中冷却, 随后将工件放入 480 ~ 600℃的进行回火, 保温 40 ~ 80 分钟, 使工件表面硬 度 HRC20 ~ 33, 之后清洗, 放入预热炉内预热到 250 ~ 320℃, 保温 5 ~ 10 分钟, 将摇臂用 放入氰根含量为 32 ~ 38%, 温度为 540 ~ 570℃的盐浴内处理 100 ~ 120 分钟, 出炉水冷、 清洗, 得到氮化层深度 0.008-0.020surn, 硬度 HV430-650, 总氮化层深度 0.2 ~ 0.4snun。
     本发明所用氮化盐为市场有售的工业用氮化盐。
     本工艺与现有技术相比, 具有以下技术效果 :
     1. 防止了工件脆性断裂现象 :
     用本发明处理后的工件, 经破坏性试验, 摇臂被敲弯 45°而不发生断裂。 因其心部 得到的是综合机械性能很好的索氏体组织, 其硬度梯度变化大、 表层硬、 心部软、 无脆性。 表 层与心部变化不大, 有很大脆性, 见说明书附图 3。 众所周知, 马氏体组织是一种脆性极大的 组织, 因而容易在使用中发生脆性断裂。用本工艺处理的摇臂。
     2、 降低对渗碳设备的要求
     由于工件渗碳层深度的公差范围扩大到 0.4snun, 对普通渗碳炉的密封性、 炉内碳 势、 炉温均匀性, 保温时间等均要求不高, 节约了对渗碳设备的投资。而现有工件渗碳层深 度的公差范围为 0.3μm, 公差范围小, 对渗碳炉的密封性、 炉内碳势、 炉温均匀性、 保温时间
     等均要求甚严难以操作, 易造成整炉被处理的工件报废。
     3、 产品合格率达到 100%
     用本工艺处理工件, 其氮化后的表层为 E 相氮化物层, 具有极高的耐磨性, 只要控 制氮化温度和氮化时间, 确保氮化层的组织及深度, 就能保证工件被处理后的合格率达到 100%。更重要的一点是能保证摇臂在使用中有 100%的安全性和可靠性。 附图说明 :
     图 1 为现有摇臂的热处理工艺流程图 ;
     图 2 为本发明的热处理工艺流程图 ;
     图 3 为现有工艺对摇臂热处理后的硬度梯度图 ;
     图 4 为本工艺对摇臂热处理后的硬度梯度图 ;
     图 5 为发明对摇臂热处理后的氮化表层金相组织图 ;
     图 6 为发明对摇臂热处理后的心部金相组织图 ;
     图 7 为现有工艺对摇臂热处理后的表层金相组织图。 具体实施方式 : 本发明将工件 600 ℃高温回火后, 保温 30 分钟, 放喷砂机里 5-10 分钟, 使工件 表面硬度 HRC27±3, 经清洗置于预热炉内预热到 300±10 ℃, 保温 8 分钟, 再放入温度为 560±5℃的氮化盐浴内处理 120±10 分钟, 使工件表面硬度为 HV450-500, 总氮化层深度为 0.25-0.35, 即可完成。
    

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资源描述

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1、10申请公布号CN101994119A43申请公布日20110330CN101994119ACN101994119A21申请号200910013105X22申请日20090813C23F17/00200601C23C8/22200601C21D1/18200601C23C8/5020060171申请人徐鹤铭地址110179辽宁省沈阳市浑南新区铁匠路952号72发明人徐鹤铭54发明名称一种摇臂的热处理工艺57摘要一种摇臂热处理工艺属于通用机械用的工件热处理工艺。本发明是提供一种质量稳定、防止工件脆性断裂,降低对渗碳设备的要求,产品合格率达到100的摇臂工件热处理工艺。本发明括包括摇臂的冲压成型、。

2、渗碳、淬火、高温回火、预热和氮化热处理工艺过程。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页附图2页CN101994123A1/1页21一种摇臂的热处理工艺,其特征在于包括将板材冲压成型、渗碳、淬火、高温回火、喷丸、氮化处理。2根据权利要求1所述一种摇臂的热处理工艺,其特征在于使炉内碳势为0811,炉内压力为1520MM水柱,保温60150分钟,使其渗碳层深度为0307MM,直接出炉淬火257的氢氧化钠水溶液中冷却,随后将工件放入480600的进行回火,保温4080分钟,使工件表面硬度HRC2033,之后清洗,放入预热炉内预热到250320,保温510。

3、分钟,将摇臂用放入氰根含量为3238,温度为540570的盐浴内处理100120分钟,出炉水冷、清洗,得到氮化层深度00080020SURN,硬度HV430650,总氮化层深度0204SNUN。权利要求书CN101994119ACN101994123A1/2页3一种摇臂的热处理工艺技术领域0001本发明属于通用机械用的摇臂热处理工艺,尤其涉及一种汽缸直径为100MM以内的通用汽油机的摇臂热处理工艺。背景技术0002针对目前热处理工序中普遍存在的,对形状复杂、应力集中点多、使用频繁的金属零件热处理达不到使用要求,并且经常产生有变形应力等问题。如摇臂采用的热处理工艺包括将原材料为08钢板冲压成型,。

4、渗碳、淬火、低温回火、抛光。这种热处理工艺对渗碳炉的技术要求很高,均需采用可控气氛热处理渗碳炉或微机控制炉内碳势的渗碳炉;同时,摇钢件的渗碳层深度和均匀性要求极其严格,其渗碳层深度为0305SRNM,当渗碳层达到要求的上限时,则使摇臂在拉伸处造成渗穿一般摇臂原材料厚度为1520MM,经拉伸成型后将减薄06SNUN。淬火后该处脆性极大,在使用中此处常发生断裂,如渗碳层未达到要求,摇臂耐磨性差,造成早期失效,一但出现上述缺陷,只有整炉报废。经统计,其产品合格率为80。发明内容0003本发明的目的在于克服上述现有技术的不足,提供一种质量稳定、防止摇臂脆性断裂,降低对渗碳设备的要求,产品合格率达到10。

5、0的摇臂热处理工艺。本发明的技术方案包括将板材冲压成型、渗碳、淬火、高温回火、喷丸、氮化处理之后置于普通气体渗碳炉内,加热到860920后滴入煤油,使炉内碳势为0811,炉内压力为1520MM水柱,保温60150分钟,使其渗碳层深度为0307MM,直接出炉淬火257的氢氧化钠水溶液中冷却,随后将工件放入480600的进行回火,保温4080分钟,使工件表面硬度HRC2033,之后清洗,放入预热炉内预热到250320,保温510分钟,将摇臂用放入氰根含量为3238,温度为540570的盐浴内处理100120分钟,出炉水冷、清洗,得到氮化层深度00080020SURN,硬度HV430650,总氮化层。

6、深度0204SNUN。0004本发明所用氮化盐为市场有售的工业用氮化盐。0005本工艺与现有技术相比,具有以下技术效果00061防止了工件脆性断裂现象0007用本发明处理后的工件,经破坏性试验,摇臂被敲弯45而不发生断裂。因其心部得到的是综合机械性能很好的索氏体组织,其硬度梯度变化大、表层硬、心部软、无脆性。表层与心部变化不大,有很大脆性,见说明书附图3。众所周知,马氏体组织是一种脆性极大的组织,因而容易在使用中发生脆性断裂。用本工艺处理的摇臂。00082、降低对渗碳设备的要求0009由于工件渗碳层深度的公差范围扩大到04SNUN,对普通渗碳炉的密封性、炉内碳势、炉温均匀性,保温时间等均要求不。

7、高,节约了对渗碳设备的投资。而现有工件渗碳层深度的公差范围为03M,公差范围小,对渗碳炉的密封性、炉内碳势、炉温均匀性、保温时间说明书CN101994119ACN101994123A2/2页4等均要求甚严难以操作,易造成整炉被处理的工件报废。00103、产品合格率达到1000011用本工艺处理工件,其氮化后的表层为E相氮化物层,具有极高的耐磨性,只要控制氮化温度和氮化时间,确保氮化层的组织及深度,就能保证工件被处理后的合格率达到100。更重要的一点是能保证摇臂在使用中有100的安全性和可靠性。附图说明0012图1为现有摇臂的热处理工艺流程图;0013图2为本发明的热处理工艺流程图;0014图3。

8、为现有工艺对摇臂热处理后的硬度梯度图;0015图4为本工艺对摇臂热处理后的硬度梯度图;0016图5为发明对摇臂热处理后的氮化表层金相组织图;0017图6为发明对摇臂热处理后的心部金相组织图;0018图7为现有工艺对摇臂热处理后的表层金相组织图。具体实施方式0019本发明将工件600高温回火后,保温30分钟,放喷砂机里510分钟,使工件表面硬度HRC273,经清洗置于预热炉内预热到30010,保温8分钟,再放入温度为5605的氮化盐浴内处理12010分钟,使工件表面硬度为HV450500,总氮化层深度为025035,即可完成。说明书CN101994119ACN101994123A1/2页5图1图2图3图4说明书附图CN101994119ACN101994123A2/2页6图5图6图7说明书附图CN101994119A。

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