罩壳零件氮碳共渗化合物层控制.pdf

第40卷第9期
Vol 40 No
2015年9月
HEAT TREATMENT OF META
eptember 2015
罩壳零件氮碳共渗化合物层控制
田泽深,刘玉祥,吉启辉,万苏梅
南京威孚金宁有限公司,江苏南京210031;2.企湖输油泵有限公司,江苏金湖211600
Control of nitrocarburizing compound layer of casing parts
Tian Zeshen', Liu Yuxiang",Ji Qihui, Wan Sumei
(1. Nanjing Weifu Jinning Co, Ltd, Nanjing Jiangsu 210031, China
2. Jinhu Feed Fuel Pump Co., Itd. ,Jinhu Jiangsu 211600, China
中图分类号:TG156.8
文献标志码:B文章编号:0254-6051(2015)09-0190-03
罩壳(图1)是口本YZS17DN3型柴油机燃油系统控制在要求范围,是此工艺的难点。曾在数家热处理
唢油提前器部件的重要零件。材质为SPHE/14.5,相厂用井式渗氮炉试生产,效果均不理想。木单位受设备
当于国产08钢。此零件要求氮碳共渗处理,化合物层条件限制也使用井式气体渗氮炉对罩売零件进行氮碳
(白亮层)深0.007~0.020m。特别是图1中2槽宽共渗处理。经过对工艺、工装的调整和改进,使此零件
10部位在工作时承受往复摩擦,化合物渗层应确保达的氮碳共渗化合物层达到了设计要求,满足各户需要。
到耐磨性技术要求。因为此处一且磨损严重,可能造
成罩壳与滚轮咬死使提前器部件失效,影响燃油系统1工艺概况
正常工作,甚至造成事故。碳钢氮碳共渗处理(软氮
小批量试验工艺:采用RJN606井式渗氮炉,工
化)后表面形成的化合物以FeN为主,是含少量碳的件松散摆放在吊架上。渗剂采用氮气+乙醇。仪表指
e相,它不但脆性和裂纹敏感性小,而且还具有良好的
温度560℃完成工艺保温后,氨气保护炉冷却至
耐磨性及抗咬合性”,疲劳极限可提高80%1,因而200℃出炉。经较长时间批量试生产,产品能够满足
可以保证两槽部位的使用寿命。在大批量生产情況上述技术要求,未发现异常。随着产量增加,为完成生
下,确保炉内不同部位的每只零件两槽部位化合物层产任务,需要加大每炉次的装入数量。装炉方式调整
为图2所示,装炉数量195只。在质量检测及使用中,
曾出现了如下问题:
每串零件号分布(平视
13
2槽宽10
公
8
9
10
A
哮件帛号分布(俯视
15
?1單壳示意图
Schematic of the casing pa
art
图2零件装炉方法示意图
Fig 2 Schematic of loading method of the parts
收稿日期:2015-04-08
1)每炉产品料架不同部位化合物层不均匀,如上
作者简介:田泽深(1940-),男,高数工程师,主要从事柴油机燃油系统
下部位常常偏差较大,甚至出现无化合物层。
三対精密偶件及其它部分零件热处理工艺工作,联系电话:025
855 Email. Lan20080902( solu. com
2)同一零件不同部位化合物层不均匀,特别是2
doi:10.13251/Jj.issn.02546051.2015.09.04
槽10的侧面有的出现无渗层的现象。零件使用中曾
第9期
用泽深,等:罩壳零件氮碳共渗化合物层控制
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经出现橧部早期磨损失效,对客户造成不良影响。
位置及布气方式影响炉罐内局部范問温度分布,氨气
3)氮碳共渗工艺不稳定,有时共渗时间太长,e集中出口处是局部低温区,从而造成局部渗层偏低。
相表面出现疏松,工艺控制困难
原米d20mm氨气管出口在炉罐底部(工件下方
4)未重视氨分解率检测,有时氨分解率过高,不150mm处)直接放出,其出口范围由于形成局部低温
能形成化合物渗层
区,工件出现渗层不足(化合物层极少甚至没有)。改
变布气方式,在炉罐底部设圆环开多只2m小孔均
2工艺调整及相应措施
匀布气,氨气经过小孔分散从周围进人炉罐底部,预热
对本单位4号RN606井式渗氮炉,经过多次试后再接触零件,不会造成零件局部降温,消除了局部渗
验生产,确定(图3)所示工艺。在原工艺基础上做了层不足的现象。也曾经使用双环布气(在炉罐中部增
如下调整
加一只圆环),结果造成靠近中部氨气布气管圆周范
围工件出现渗层不足。因为此范围冷氨气直接吹到工
放试样关孔
策一次抽样第二次
件,致使温度局部降低所致。
560
54⊥5(下区薛外)
6)出炉零件检验要有代表性。随炉试样分別放
判定
置在上、中、下部位并在罩売内部靠近槽10相应部位。
ら?、ー、m』「数,解削零件在槽10部位横向切取,第一炉取样部位顺序
00 Pa
为1(杆号)ヨ(零件号)、68、1-15。第二炉取样部位
顺序为217-8、1245。不同炉次以此顺序进行取样,
时间/min
保证了炉内不同部位产品质量的一致性。
?3调整后的氮碳共渗工艺
Fig 3 Nitrocarburizing process after improvement
3工艺控制结果及分析
1)经过对炉罐内部温度均匀性检测,上区罐外控
1)工艺参数:炉温指示(560±5)℃(上区),
制在(560±5)℃,下区罐外温度控制在(540+5)℃。(5405)℃(下区);酒精滴量100滴/mi;氨气流量
这时罐内实际工作温度上、中、下在525℃左右,保证1600Lh;氮分解率56%;炉F5000g
了工件在均匀的温度场中实施氮碳共渗,为不同位置
2)炉前抽样情况:第一次抽样,计4h,化合物层
的零件氮化渗层均匀性创造了条件。同时,共渗温度0.00~0.013mm;第二次抽样,计6h时,化合物层
偏低对控制零件变形是有利的。
0.013~0.016mm;又延长2h,合计共渗时间8h斤降
2)要重视对氨分解率的检测。对08钢采用上述温至200℃出炉空冷。
工艺,因为有乙醇的加人,工と参数氮分解率测量值比
3)最终检验:表面硬度445~488HVO.3,化合物
实际值高,当测量值控制在50%~60%范围时,能够容层脆性为1级,疏松1级“。经检查不同部位试样的
易形成化合物层。氮分解率检測频率每小时1次,并化合物层厚度如表1所示。
及时调整在要求范同。当氨分解率升高控制出现困难
表1试样氮碳共渗后化合物层厚度(mm)
时,要及时对炉罐釆取退氮措施。以往采用空炉升温
Table 1 Compound layer thickness of the samples
和保温方法及用涂石墨粉水玻璃效枺不理想。采用约
after nitrocarburizing (mm)
10%稀盐酸浸泡炉罐24h后,炉罐使用周期和渗氮速
俭測位置
随炉试样
零件
度都有明显提高。
0.013~0.015
0.009~0.01.3
3)采用炉前抽样方法对8