專利名稱：活塞桿鹽浴熱處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬表面熱處理工藝，特別是一種應(yīng)用于汽車等氣桿的活塞桿的表面熱 處理工藝。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的汽車活塞桿表面處理工藝大多可以分為電鍍、噴涂以及熱處理等方式，電鍍大多 將活塞桿表面拋光處理后，電鍍鉻、銅、鋅、錫、鎘、鈦等金屬，然而由于電鍍的方式污染 嚴(yán)重，已經(jīng)逐漸被舍棄，噴涂工藝中存在的主要問題是高度分散的漆霧和揮發(fā)出來的溶劑， 既污染環(huán)境，不利于人體健康，又浪費(fèi)涂料，造成經(jīng)濟(jì)損失，而且由于活塞桿的往復(fù)運(yùn) 動(dòng)頻繁，如若噴涂層與活塞桿本體結(jié)合不緊密還容易造成脫落等問題，因而現(xiàn)在人們致 力于活塞桿表面熱處理氮化工藝，然而由于現(xiàn)在活塞桿表面氮化處理工藝尚不成熟，表面不 光滑，會(huì)產(chǎn)生微孔，出現(xiàn)漏氣等問題，另外由于氮化技術(shù)落后，氮化后的活塞桿使用一段時(shí) 間后表面會(huì)產(chǎn)生銹蝕、出現(xiàn)黃斑等問題，令活塞桿的使用壽命短，質(zhì)檢不合格，次品率高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有活塞桿表面處理工藝的不足，提供一種新式活塞桿表面熱處 理工藝。
本發(fā)明的技術(shù)方案為 一種活塞桿鹽浴熱處理工藝，包括如下步驟(1)活塞桿初加工 (2)活塞桿表面熱處理，所述的活塞桿表面熱處理包括如下步驟
A、 清洗將初加工完成的活塞桿放入超聲波清洗機(jī)內(nèi)在50-6(TC的條件下清洗10分鐘， 然后用清水沖洗，以去除活塞桿表面的切削雜質(zhì)；
B、 預(yù)熱烘干:將清洗完畢的活塞桿置于烘干機(jī)中在410士10'C的條件下加熱10-25分鐘，
以去除活塞桿表面的水分，并增加活塞桿的溫度；
C、 氮化將烘干的活塞桿置于盛有氮化劑的氮化池中氮化60-180分鐘，氮化池的溫度 保持在555-585°C;D、 氧化將氮化完成的活塞桿置于盛有氧化劑的氧化池中進(jìn)行氧化20-40分鐘，氧化池 的溫度保持在385土1(TC;
E、 冷卻浸泡將氧化完畢的活塞桿置于清水中冷卻浸泡80分鐘，用以冷卻活塞桿的溫
度，并分解活塞桿表面的鹽分；
F、 清洗、烘干、拋光。
優(yōu)選的是所述的活塞桿初加工包括如下步驟切斷、退火、校直、粗磨、高噴淬火、 回火校直、研磨。
優(yōu)選的是所述的氮化劑的組分及含量(重量百分?jǐn)?shù))如下
尿素C0(NH2)2: 26 28%
純堿Na2C03: 30 33%
碳酸鉀K2C03 : 13 20%
碳酸鋰"2(:03: 10 13%
氟化鈉NaF: 余量。
優(yōu)選的是所述的氧化劑的組分及含量(重量百分?jǐn)?shù))如下
氫氧化鈉 25 30%
氫氧化鉀 12 18% 硝酸鈉 余量。 優(yōu)選的是所述的氧化過程中氧化池內(nèi)的氧化劑變紅時(shí)，向其中加入還原劑，使紅色消 失，還原劑的組分如下
木炭 75% ,1: 20% 高錳酸鉀 5%
本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明首先對活塞桿表面進(jìn)行氮化處理，然后進(jìn)行氧化處理，實(shí) 現(xiàn)了耐磨性和抗蝕性的復(fù)合，熱處理技術(shù)和防腐技術(shù)的復(fù)合。這種技術(shù)還具有節(jié)能、生產(chǎn)過 程中不產(chǎn)生污染、產(chǎn)品變形小等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，當(dāng)氧化鹽浴氧化過程中會(huì)產(chǎn)生FeA,導(dǎo)致氧化 劑變紅，向氧化池中添加還原劑，使氧化鹽浴中的Fe203,還原為Fe，使氧化鹽浴的紅色消失， 徹底解決了活塞桿表面及螺紋發(fā)紅現(xiàn)象，同時(shí)增加了氧化鹽浴的使用壽命，降低了生產(chǎn)成本。 本發(fā)明操作簡單、易實(shí)現(xiàn)、成本低，使用本方法生產(chǎn)的活塞桿表面平滑、不漏氣，耐腐蝕、耐磨性強(qiáng)，廢品率低、使用壽命長。鹽浴熱處理技術(shù)將熱處理與防腐蝕處理一次完成，處理 溫度低，時(shí)間短，能同時(shí)提高零件表面硬度、耐磨性、抗蝕性和疲勞強(qiáng)度，降低摩擦系數(shù)， 變形小，無公害，同時(shí)降低了活塞桿的脆性，明顯擴(kuò)大了適應(yīng)氮碳共滲的材料范圍，即各種 材質(zhì)的處理均有良好的效果，具有優(yōu)化加工工序，縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本的優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
下面說明本發(fā)明的具體實(shí)施例
具體實(shí)施例l:
一種活塞桿鹽浴熱處理工藝，包括如下步驟
(1) 活塞桿初加工
A、 切斷將活塞桿按所定的長度進(jìn)行切斷；
B、 退火消除活塞桿應(yīng)力；
C、 校直；
D、 粗磨去除活塞桿表面鐵銹等雜質(zhì)；
E、 高噴淬火增加活塞桿表面硬度；
F、 回火校直；
G、 研磨使得活塞桿的外徑達(dá)到所定的尺寸。
(2) 活塞桿表面熱處理
A、 清洗將初加工完成的活塞桿放入超聲波清洗機(jī)內(nèi)在50C的條件下清洗10 分鐘，然后用清水沖洗，以去除活塞桿表面的切削雜質(zhì)；
B、 預(yù)熱烘干:將清洗完畢的活塞桿置于烘干機(jī)中在40(TC的條件下加熱10分鐘， 以去除活塞桿表面的水分，并增加活塞桿的溫度；
C、 氮化將烘干的活塞桿置于盛有氮化劑的氮化池中氮化60分鐘，氮化池的溫 度保持在555'C;其中，氮化劑的組成成份如下尿素CO(NH2)2: 26%，純堿^2033: 30%，碳酸鉀K2C03 : 13%，碳酸鋰Li2C03: 10%，氟化鈉NaF:21%。幾種化學(xué)物質(zhì)
(碳酸鉀、碳酸鈉、尿素、碳酸鋰及氟化鈉等)在高溫下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)C0(NH2)2 + K2C03 —KCN0+C02+H20 ，生成含有氰酸根(CNO—)的物質(zhì),CN0—在高溫下分解，反應(yīng)產(chǎn)生活性高、滲入能力強(qiáng)的氮原子和碳原子，活性氮原子、碳原子在工件表面被吸收, 形成固溶體或化合物，當(dāng)工件表面的氮、碳濃度達(dá)到一定值后，氮、碳原子從表面 的高濃度區(qū)向里層的低濃度區(qū)擴(kuò)散?；钊麠U浸入氮化鹽浴中后，CNO的分解產(chǎn)生的N、 C原子在工件表面形成高的N勢和C勢，由于N原子半徑僅為鐵原子的一半，而C原 子半徑更小，所以N、 C原子可以在鐵的點(diǎn)陣間隙中進(jìn)行擴(kuò)散。 具體分解形式
4CN0— — C03—2 + 2CN— + CO + 2 [N ]
3Fe + [N ] —Fe3N
4Fe + [N ] —Fe4N
同時(shí)生成的CN—與氧結(jié)合后，又生成CN0—
CN0分解產(chǎn)生的C0，進(jìn)而分解出C原子滲入工件，形成碳化物或固溶體 2C0 — C02 + C 3Fe+C —Fe3C
活塞桿在鹽浴復(fù)合熱處理過程中，隨著N、C元素的不斷滲入，達(dá)到一定濃度后， 形成了高硬度的致密層——化合物層(Fe^CN)。
D、 氧化將氮化完成的活塞桿置于氧化池中進(jìn)行氧化20分鐘，氧化池的溫度保 持在375'C;其中，氮化劑的組成成份如下氫氧化鈉25%,氫氧化鉀12%，硝 酸鈉63%。氧化過程中氧化池內(nèi)的氧化劑變紅時(shí)，向其中加入還原劑，使紅色消失， 還原劑的組分如下木炭75%， NH4C1: 20%，高錳酸鉀5%?；钊麠U氮化以后，進(jìn) 入氧化爐后，馬上被氧化形成致密的FeA氧化膜，
2Fe +02 —2FeO 4Fe +302 —2Fe203 FeO+2Fe203 —2Fe304
在大量處理工件，氧化鹽浴會(huì)變紅，由于鹽浴中含有大量的Fe203。這時(shí)可以向 氧化鹽浴中加入還原劑，使紅色的FeA還原成Fe或鐵的化合物,使紅色消失， 這樣就不會(huì)使熱處理出來的活塞桿表面發(fā)紅現(xiàn)象，同時(shí)也延長了氧化鹽浴的使用
壽命o
E、 冷卻浸泡將氧化完畢的活塞桿置于清水中冷卻浸泡80分鐘，用以冷卻活塞桿的溫度，并分解活塞桿表面的鹽分； F、 清洗、烘干、拋光。
具體實(shí)施例2:
一種活塞桿鹽浴熱處理工藝，包括如下步驟
(1) 活塞桿初加工
A、 切斷將活塞桿按所定的長度進(jìn)行切斷；
B、 退火消除活塞桿應(yīng)力；
C、 校直；
D、 粗磨去除活塞桿表面鐵銹等雜質(zhì)；
E、 高噴淬火增加活塞桿表面硬度；
F、 回火校直；
G、 研磨使得活塞桿的外徑達(dá)到所定的尺寸。
(2) 活塞桿表面熱處理
A、 清洗將初加工完成的活塞桿放入超聲波清洗機(jī)內(nèi)在50'C的條件下清洗10 分鐘，然后用清水沖洗，以去除活塞桿表面的切削雜質(zhì)；
B、 預(yù)熱烘干:將清洗完畢的活塞桿置于烘干機(jī)中在40(TC的條件下加熱IO分鐘，
以去除活塞桿表面的水分，并增加活塞桿的溫度；
C、 氮化將烘干的活塞桿置于盛有氮化劑的氮化池中氮化60分鐘，氮化池的溫 度保持在555'C;其中，氮化劑的組成成份如下尿素CO(NH2)2:28M，純堿他2(:03: 33%，碳酸鉀K2C03:20%，碳酸鋰Li2C03: 13%，氟化鈉NaF:6%。
D、 氧化將氮化完成的活塞桿置于氧化池中進(jìn)行氧化20分鐘，氧化池的溫度保
持在375'C;其中，氮化劑的組成成份如下氫氧化鈉30%，氫氧化鉀18%, 硝酸鈉52%。氧化過程中氧化池內(nèi)的氧化劑變紅時(shí)，向其中加入還原劑，使紅色消 失，還原劑的組分如下木炭80%, NHX1: 15%，高錳酸鉀5%。
E、 冷卻浸泡將氧化完畢的活塞桿置于清水中冷卻浸泡80分鐘，用以冷卻活塞 桿的溫度，并分解活塞桿表面的鹽分；
F、 清洗、烘干、拋光。具體實(shí)施例3:
一種活塞桿鹽浴熱處理工藝，包括如下步驟
(1) 活塞桿初加工
A、 切斷將活塞桿按所定的長度進(jìn)行切斷；
B、 退火消除活塞桿應(yīng)力；
C、 校直；
D、 粗磨去除活塞桿表面鐵銹等雜質(zhì)；
E、 高噴淬火增加活塞桿表面硬度；
F、 回火校直；
G、 研磨使得活塞桿的外徑達(dá)到所定的尺寸。
(2) 活塞桿表面熱處理
A、 清洗將初加工完成的活塞桿放入超聲波清洗機(jī)內(nèi)在5(TC的條件下清洗10 分鐘，然后用清水沖洗，以去除活塞桿表面的切削雜質(zhì)；
B、 預(yù)熱烘干:將清洗完畢的活塞桿置于烘干機(jī)中在40(TC的條件下加熱IO分鐘， 以去除活塞桿表面的水分，并增加活塞桿的溫度；
C、 氮化將烘干的活塞桿置于盛有氮化劑的氮化池中氮化60分鐘，氮化池的溫 度保持在555'C;其中，氮化劑的組成成份如下尿素CO(NH2)2: 27%，純堿Na2C03: 32%,碳酸鉀K2C03 : 15%,碳酸鋰Li2C03:ll%,氟化鈉NaF:90/。。
D、 氧化將氮化完成的活塞桿置于氧化池中進(jìn)行氧化20分鐘，氧化池的溫度保 持在375'C;其中，氮化劑的組成成份如下氫氧化鈉27%，氫氧化鉀15%， 硝酸鈉58%。氧化過程中氧化池內(nèi)的氧化劑變紅時(shí)，向其中加入還原劑，使紅色消 失，還原劑的組分如下木炭70%， NH4C1: 20%，高錳酸鉀10%。
E、 冷卻浸泡將氧化完畢的活塞桿置于清水中冷卻浸泡80分鐘，用以冷卻活塞 桿的溫度，并分解活塞桿表面的鹽分；
F、 清洗、烘干、拋光。
權(quán)利要求
1、一種活塞桿鹽浴熱處理工藝，包括如下步驟(1)活塞桿初加工(2)活塞桿表面熱處理，其特征在于所述的活塞桿表面熱處理包括如下步驟A、清洗將初加工完成的活塞桿放入超聲波清洗機(jī)內(nèi)在50-60℃的條件下清洗10分鐘，然后用清水沖洗，以去除活塞桿表面的切削雜質(zhì)；B、預(yù)熱烘干將清洗完畢的活塞桿置于烘干機(jī)中在410±10℃的條件下加熱10-25分鐘，以去除活塞桿表面的水分，并增加活塞桿的溫度；C、氮化將烘干的活塞桿置于盛有氮化劑的氮化池中氮化60-180分鐘，氮化池的溫度保持在555-585℃；D、氧化將氮化完成的活塞桿置于盛有氧化劑的氧化池中進(jìn)行氧化20-40分鐘，氧化池的溫度保持在385±10℃；E、冷卻浸泡將氧化完畢的活塞桿置于清水中冷卻浸泡80分鐘，用以冷卻活塞桿的溫度，并分解活塞桿表面的鹽分；F、清洗、烘干、拋光。
2、 如權(quán)利要求1所述的活塞桿鹽浴熱處理工藝，其特征在于所述的活塞桿初加工包括如 下步驟切斷、退火、校直、粗磨、高噴淬火、回火校直、研磨。
3、 如權(quán)利要求1所述的活塞桿鹽浴熱處理工藝，其特征在于所述的氮化劑的組分及含量 (重量百分?jǐn)?shù))如下尿素C0(NH2)2: 26 28% 純堿Na2C0s: 30 33% 碳酸鉀K2C03 : 13 20% 碳酸鋰Li2C03: 10 13% 氟化鈉NaF: 余量。
4、 如權(quán)利要求1所述的活塞桿鹽浴熱處理工藝，其特征在于所述的氧化劑的組分及含量(重量百分?jǐn)?shù))如下氫氧化鈉 25 30% 氫氧化鉀 12 18% 硝酸鈉 余量。
5、 如權(quán)利要求1所述的活塞桿鹽浴熱處理工藝，其特征在于所述的氧化過程中氧化池內(nèi)的氧化劑變紅時(shí)，向其中加入還原劑，使紅色消失，還原劑的組分如下-木炭 70-80% NHX1: 15-25%高錳酸鉀 0-10%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種活塞桿鹽浴熱處理工藝，包括如下步驟活塞桿初加工、活塞桿表面熱處理。活塞桿表面熱處理工藝重點(diǎn)在于先對活塞桿表面進(jìn)行氮化處理，然后進(jìn)行氧化處理，實(shí)現(xiàn)了耐磨性和抗蝕性的復(fù)合，熱處理技術(shù)和防腐技術(shù)的復(fù)合。本發(fā)明操作簡單、易實(shí)現(xiàn)、成本低，使用本方法生產(chǎn)的活塞桿表面平滑、不漏氣，耐腐蝕、耐磨性強(qiáng)，廢品率低、使用壽命長。將熱處理與防腐蝕處理一次完成，處理溫度低，時(shí)間短，能同時(shí)提高零件表面硬度、耐磨性、抗蝕性和疲勞強(qiáng)度，降低摩擦系數(shù)，變形小，無公害，同時(shí)降低了活塞桿的脆性，明顯擴(kuò)大了適應(yīng)氮碳共滲的材料范圍，即各種材質(zhì)的處理均有良好的效果，具有優(yōu)化加工工序，縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C23C8/02GK101580926SQ200910157260
公開日2009年11月18日 申請日期2009年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月6日
發(fā)明者左殿芳, 張希銘, 張立智 申請人:青島張氏機(jī)械有限公司