汽车零件热处理技术：中频感应淬火强化活塞杆表面

2023-08-18 理论教育版权反馈

【摘要】：为提高活塞杆的使用寿命，其表面应进行强化处理，以满足其表面耐磨、耐蚀、摩擦因数小的技术要求。目前用中频感应淬火来代替活塞杆的离子渗氮，实际使用效果不错。

1.工作条件和技术要求

活塞杆同活塞一起在腐蚀的环境下工作，负责动力的传递，在工作过程中受到往复拉、压交变应力的周期作用，活塞环与填料之间发生滑动摩擦，因此要求活塞杆具有足够的强度和高的表面硬度，以及具有抗腐蚀、抗疲劳、抗擦伤和抗咬合能力。

从活塞杆在工作过程中的受力状况而言，选用的材料应为调质钢，热处理后表面硬度高，而内部有良好的综合力学性能。为提高活塞杆的使用寿命，其表面应进行强化处理，以满足其表面耐磨、耐蚀、摩擦因数小的技术要求。

2.材料的选用

38CrMoAlA是活塞杆的首选材料。

3.活塞杆的热处理工艺

热处理技术要求:调质处理硬度为28～35HRC，渗氮层深度大于0.35mm，表面硬度为1100HV5以上，脆性2级，无网状与脉状组织。

（1)材料的预备热处理 38CrMoAlA钢的预备热处理包括正火和调质，其正火工艺为770℃×60min＋940℃×30min，保温结束后取出空冷。

调质工艺为880～900℃×30min＋930～950℃×25～30min，预冷至880℃左右淬油，在610～630℃×120～180min高温回火后空冷，基体硬度为28～35HRC。

活塞杆经真空热处理可以发挥材料的潜力，避免零件表面的氧化和脱碳，具有表面光亮和变形小等特点，表面的状态没有受到影响，因此明显提高了疲劳强度。

（2)材料的最终热处理——离子渗氮采用离子渗氮是为了提高活塞杆的表面硬度、获得良好的耐磨性和耐蚀性，可明显提高其使用寿命。

在活塞杆的实际生产过程中通常选用三段离子渗氮工艺，即510～530℃×4h＋560～580℃×8h＋510～530℃×4h，渗氮结束后随炉降温至100℃以下出炉空冷。渗层深度为0.37～0.39mm，硬度为1096～1150HV5，脆性小于2级，渗氮层无网状、脉状渗氮物，组织正常。

目前用中频感应淬火来代替活塞杆的离子渗氮，实际使用效果不错。首先进行调质处理后再进行中频感应淬火，可使表面硬度控制在52～60HRC之间，变形量小于0.5mm。

4.热处理工艺分析与操作要点

1)正火时活塞杆均匀散开，防止冷却不均匀而影响后面工序的调质处理质量，同时也会产生较大的变形。

2)离子渗氮前的去应力退火温度为580～600℃，保温8～10h。目的是消除校直和机械加工产生的应力或锤击力，避免后面工序中出现变形等缺陷影响加工质量，不能进行人工校直。

3)进行离子渗氮时应对螺纹部分进行保护处理，可套上螺母或铜环等加以屏蔽。

4)质量检验包括基体硬度、组织、表面硬度与渗氮层深度、变形量等，按要求进行检查。

5.活塞杆的常见热处理缺陷与对策（表2-13)

表2-13活塞杆的常见热处理缺陷与对策