本發(fā)明屬于合金金屬熱處理，尤其是涉及一種用于提高柴油機(jī)柱塞偶件耐磨及抗腐蝕性的處理方法。

背景技術(shù)：

1、gcr15是一種常用的合金材料，其具有優(yōu)良的機(jī)械性能、耐磨性和耐腐蝕性，廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天等領(lǐng)域。在大馬力柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的偶件設(shè)計(jì)中采用gcr15材料就是利用了其經(jīng)過淬火加回火后具有較高的硬度、均勻的組織、良好的耐磨性、高的接觸疲勞特性；長期以來，先后對偶件的接觸疲勞試驗(yàn)進(jìn)行研究，對偶件原材料的制造工藝研究，對于高溫滑動(dòng)磨損、微動(dòng)磨損的試驗(yàn)研究，以期提高使用性能；首先從gcr15軸承鋼的材料特性入手，保證原材料本身的純凈度；其次從gcr15軸承鋼的熱處理工藝入手，深入研究淬火、回火溫度以及保溫時(shí)間的控制、冷卻時(shí)間的控制，將碳化物的級(jí)別降到最低；模擬分析，研究偶件的變形規(guī)律及受力狀況，為接觸疲勞及磨損試驗(yàn)提供試驗(yàn)參數(shù)參考；針對服役工況研究了不同微觀組織軸承鋼的接觸疲勞性能、微動(dòng)磨損及不同溫度下滑動(dòng)磨損行為，進(jìn)而分析偶件的接觸疲勞失效機(jī)理；試驗(yàn)后觀察試樣表面的疲勞失效及磨損形貌、疲勞裂紋及微觀形貌，分析偶件疲勞損傷機(jī)理及磨損機(jī)制，以期為在不同服役條件下的偶件選擇最佳性能的熱處理工藝；經(jīng)過多次試驗(yàn)分析，對熱處理工藝進(jìn)行了多次改進(jìn)提高，有效提高了材料及熱處理后的組織性能，但是仍然存在磨損及腐蝕問題；所以，開發(fā)一種新的提高柴油機(jī)gcr15柱塞偶件耐磨及抗腐蝕性的處理方法，以提高偶件力學(xué)性能及抗疲勞性能，具有重要的實(shí)用價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種用于提高柴油機(jī)柱塞偶件耐磨及抗腐蝕性的處理方法，以解決現(xiàn)有熱處理工藝處理后的柱塞偶件仍存在磨損及腐蝕問題。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

3、一種用于提高柴油機(jī)柱塞偶件耐磨及抗腐蝕性的處理方法，包括：

4、將柱塞偶件加熱至奧氏體化溫度750-790℃并保溫一定時(shí)間，得到奧氏體化處理后的柱塞偶件；

5、將所述奧氏體化處理后的柱塞偶件隨爐冷卻至680-720℃并進(jìn)行等溫一定時(shí)間后，再隨爐冷卻至650℃后取出進(jìn)行空冷，得到等溫處理后的柱塞偶件；

6、將所述等溫處理后的柱塞偶件進(jìn)行等離子復(fù)合滲鈦碳處理，得到滲鈦碳處理后的柱塞偶件；

7、將所述滲鈦碳處理后的柱塞偶件依次進(jìn)行淬火處理、冰冷處理、以及回火處理，得到處理完成的柱塞偶件。

8、進(jìn)一步的，所述將柱塞偶件加熱至奧氏體化溫度750-790℃并保溫一定時(shí)間，包括：

9、將柱塞偶件加熱至奧氏體化溫度750-790℃并保溫不超過3小時(shí)。

10、進(jìn)一步的，所述將所述奧氏體化處理后的柱塞偶件隨爐冷卻至680-720℃并進(jìn)行等溫一定時(shí)間后，再隨爐冷卻至650℃后取出進(jìn)行空冷，得到等溫處理后的柱塞偶件，包括：

11、將所述奧氏體化處理后的柱塞偶件冷卻至680-720℃并等溫不超過4小時(shí)后，再隨爐冷卻至650℃后取出進(jìn)行空冷，得到等溫處理后的柱塞偶件。

12、進(jìn)一步的，在將所述奧氏體化處理后的柱塞偶件隨爐冷卻至680-720℃并進(jìn)行等溫一定時(shí)間后，再隨爐冷卻至650℃后取出進(jìn)行空冷，得到等溫處理后的柱塞偶件之后，所述方法還包括：

13、對所述等溫處理后的柱塞偶件的端面進(jìn)行拋光處理并清洗。

14、進(jìn)一步的，所述將所述等溫處理后的柱塞偶件進(jìn)行等離子復(fù)合滲鈦碳處理，得到滲鈦碳處理后的柱塞偶件，包括：

15、將所述等溫處理后的柱塞偶件放置在等離子滲金屬設(shè)備的直流電源支架上，并置于陰極內(nèi)部；

16、將鈦材料和碳材料放置在輔助陰極結(jié)構(gòu)上，并使鈦材料和碳材料不與所述等溫處理后的柱塞偶件接觸；

17、利用惰性氣體作為保護(hù)氣，并將等離子滲金屬設(shè)備內(nèi)的氣壓控制在30-90pa范圍內(nèi)，溫度控制在780℃，保溫時(shí)間為3小時(shí)，陰極電壓為600v，源極電壓為1000v，對所述等溫處理后的柱塞偶件進(jìn)行等離子復(fù)合滲鈦碳處理，得到滲鈦碳處理后的柱塞偶件。

18、進(jìn)一步的，所述惰性氣體為氬氣。

19、進(jìn)一步的，所述鈦材料為條狀.

20、進(jìn)一步的，所述碳材料為石墨條。

21、進(jìn)一步的，在所述利用惰性氣體作為保護(hù)氣，并將等離子滲金屬設(shè)備內(nèi)的氣壓控制在30-90pa范圍內(nèi)，溫度控制在780℃，保溫時(shí)間為3小時(shí)，陰極電壓為600v，源極電壓為1000v，對所述等溫處理后的柱塞偶件進(jìn)行等離子復(fù)合滲鈦碳處理，得到滲鈦碳處理后的柱塞偶件之后，所述方法包括：

22、將所述滲鈦碳處理后的柱塞偶件隨爐冷卻至650℃后再進(jìn)行空冷。

23、進(jìn)一步的，所述將所述滲鈦碳處理后的柱塞偶件依次進(jìn)行淬火處理、冰冷處理、以及回火處理，得到處理完成的柱塞偶件，包括：

24、淬火處理時(shí)溫度控制在840℃；

25、冰冷處理時(shí)溫度控制在-80℃；

26、回火處理時(shí)溫度控制在160℃。

27、相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的一種用于提高柴油機(jī)柱塞偶件耐磨及抗腐蝕性的處理方法具有以下優(yōu)勢：

28、(1)本發(fā)明所述的一種用于提高柴油機(jī)柱塞偶件耐磨及抗腐蝕性的處理方法，通過滲鈦可以顯著提高零件耐腐蝕和耐空泡腐蝕性，增加零件的表面硬度和耐磨性，滲鈦之所以能顯落提高耐腐蝕性和耐磨性，是由于在高溫下零件表面鈦的滲入，生成了細(xì)小彌散的tic硬質(zhì)相，硬質(zhì)相可通過釘扎位錯(cuò)，阻礙晶界移動(dòng)達(dá)到細(xì)晶強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化的效果，極大地提高了表面硬度和耐磨性。同時(shí)，碳化鈦具有極高的化學(xué)穩(wěn)定性和極高的顯微硬度，大大高于其它金屬碳化物(例如，碳化鎢、碳化鉬、碳化釩、碳化鉻等)的硬度。

29、(2)本發(fā)明所述的一種用于提高柴油機(jī)柱塞偶件耐磨及抗腐蝕性的處理方法，通過滲鈦可以顯著提高零件耐腐蝕和耐空泡腐蝕性，增加零件的表面硬度和耐磨性，同時(shí)進(jìn)行滲碳的原因由于在離子滲鈦過程中，強(qiáng)列的離子轟擊使運(yùn)輸?shù)皆嚇颖砻娴拟佋右约盎w中的鐵、碳原子大量濺射出來。鈦原子的濺射損失，可以由鈦靶源源不斷地運(yùn)輸至試樣表面得到補(bǔ)充，而鐵、碳原子則無法得到外界補(bǔ)充而下降，尤其是含量較少的碳原子,表面濃度下降更為明顯。同時(shí)，鈦屬強(qiáng)碳化物形成元素，與碳的親和力比鐵強(qiáng)，能從鐵中俘獲碳原子，也引起了表層碳濃度的下降，因此，為保持碳濃度的平衡，且由于表層碳含量的降低，故同時(shí)進(jìn)行碳的補(bǔ)滲來保持基體碳含量的穩(wěn)定，保證隨后的熱處理過程中得到正常的組織。

技術(shù)特征：

1.一種用于提高柴油機(jī)柱塞偶件耐磨及抗腐蝕性的處理方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將柱塞偶件加熱至奧氏體化溫度750-790℃并保溫一定時(shí)間，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所述奧氏體化處理后的柱塞偶件隨爐冷卻至680-720℃并進(jìn)行等溫一定時(shí)間后，再隨爐冷卻至650℃后取出進(jìn)行空冷，得到等溫處理后的柱塞偶件，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于，在將所述奧氏體化處理后的柱塞偶件隨爐冷卻至680-720℃并進(jìn)行等溫一定時(shí)間后，再隨爐冷卻至650℃后取出進(jìn)行空冷，得到等溫處理后的柱塞偶件之后，所述方法還包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所述等溫處理后的柱塞偶件進(jìn)行等離子復(fù)合滲鈦碳處理，得到滲鈦碳處理后的柱塞偶件，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于：所述惰性氣體為氬氣。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于：所述鈦材料為條狀。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于：所述碳材料為石墨條。

9.根據(jù)權(quán)利要求5-8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述利用惰性氣體作為保護(hù)氣，并將等離子滲金屬設(shè)備內(nèi)的氣壓控制在30-90pa范圍內(nèi)，溫度控制在780℃，保溫時(shí)間為3小時(shí)，陰極電壓為600v，源極電壓為1000v，對所述等溫處理后的柱塞偶件進(jìn)行等離子復(fù)合滲鈦碳處理，得到滲鈦碳處理后的柱塞偶件之后，所述方法包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所述滲鈦碳處理后的柱塞偶件依次進(jìn)行淬火處理、冰冷處理、以及回火處理，得到處理完成的柱塞偶件，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種用于提高柴油機(jī)柱塞偶件耐磨及抗腐蝕性的處理方法，包括：將柱塞偶件加熱至奧氏體化溫度750?790℃并保溫一定時(shí)間，得到奧氏體化處理后的柱塞偶件；將所述奧氏體化處理后的柱塞偶件隨爐冷卻至680?720℃并進(jìn)行等溫一定時(shí)間后，再隨爐冷卻至650℃后取出進(jìn)行空冷，得到等溫處理后的柱塞偶件；將所述等溫處理后的柱塞偶件進(jìn)行等離子復(fù)合滲鈦碳處理；將所述滲鈦碳處理后的柱塞偶件依次進(jìn)行淬火處理、冰冷處理、以及回火處理。本發(fā)明所述的一種用于提高柴油機(jī)柱塞偶件耐磨及抗腐蝕性的處理方法，能使零件表層獲得TiC的高硬滲層，從而提高柱塞偶件抗磨損及腐蝕的能力。

技術(shù)研發(fā)人員：王海彬,路江玉,郭麗芳,張文玲
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山西柴油機(jī)工業(yè)有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6