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柱塞偶件耐磨及抗腐蝕性的處理方法。

背景技術：

1、gcr15是一種常用的合金材料，其具有優(yōu)良的機械性能、耐磨性和耐腐蝕性，廣泛應用于汽車、航空航天等領域。在大馬力柴油發(fā)動機的偶件設計中采用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進行研究，對偶件原材料的制造工藝研究，對于高溫滑動磨損、微動磨損的試驗研究，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間的控制、冷卻時間的控制，將碳化物的級別降到最低；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提供試驗參數(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、微動磨損及不同溫度下滑動磨損行為，進而分析偶件的接觸疲勞失效機理；試驗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理及磨損機制，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)過多次試驗分析，對熱處理工藝進行了多次改進提高，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gcr15柱塞偶件耐磨及抗腐蝕性的處理方法，以提高偶件力學性能及抗疲勞性能，具有重要的實用價值。

技術實現(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、為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的：

3、一種用于提高柴油機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℃并進行等溫一定時間后，再隨爐冷卻至650℃后取出進行空冷，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行等離子復合滲鈦碳處理，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。

10、進一步的，所述將所述奧氏體化處理后的柱塞偶件隨爐冷卻至680-720℃并進行等溫一定時間后，再隨爐冷卻至650℃后取出進行空冷，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小時后，再隨爐冷卻至650℃后取出進行空冷，得到等溫處理后的柱塞偶件。

12、進一步的，在將所述奧氏體化處理后的柱塞偶件隨爐冷卻至680-720℃并進行等溫一定時間后，再隨爐冷卻至650℃后取出進行空冷，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行拋光處理并清洗。

14、進一步的，所述將所述等溫處理后的柱塞偶件進行等離子復合滲鈦碳處理，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構上，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氣，并將等離子滲金屬設備內(nèi)的氣壓控制在30-90pa范圍內(nèi)，溫度控制在780℃，保溫時間為3小時，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行等離子復合滲鈦碳處理，得到滲鈦碳處理后的柱塞偶件。

18、進一步的，所述惰性氣體為氬氣。

19、進一步的，所述鈦材料為條狀.

20、進一步的，所述碳材料為石墨條。

21、進一步的，在所述利用惰性氣體作為保護氣，并將等離子滲金屬設備內(nèi)的氣壓控制在30-90pa范圍內(nèi)，溫度控制在780℃，保溫時間為3小時，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行等離子復合滲鈦碳處理，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℃后再進行空冷。

23、進一步的，所述將所述滲鈦碳處理后的柱塞偶件依次進行淬火處理、冰冷處理、以及回火處理，得到處理完成的柱塞偶件，包括：

24、淬火處理時溫度控制在840℃；

25、冰冷處理時溫度控制在-80℃；

26、回火處理時溫度控制在160℃。

27、相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明所述的一種用于提高柴油機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，生成了細小彌散的tic硬質(zhì)相，硬質(zhì)相可通過釘扎位錯，阻礙晶界移動達到細晶強化和彌散強化的效果，極大地提高了表面硬度和耐磨性。同時，碳化鈦具有極高的化學穩(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，同時進行滲碳的原因由于在離子滲鈦過程中，強列的離子轟擊使運輸?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輸至試樣表面得到補充，而鐵、碳原子則無法得到外界補充而下降，尤其是含量較少的碳原子,表面濃度下降更為明顯。同時，鈦屬強碳化物形成元素，與碳的親和力比鐵強，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，故同時進行碳的補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。

技術特征：

1.一種用于提高柴油機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℃并保溫一定時間，包括：

3.根據(jù)權利要求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℃并進行等溫一定時間后，再隨爐冷卻至650℃后取出進行空冷，得到等溫處理后的柱塞偶件，包括：

4.根據(jù)權利要求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℃并進行等溫一定時間后，再隨爐冷卻至650℃后取出進行空冷，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行等離子復合滲鈦碳處理，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)權利要求5-8中任一項所述的方法，其特征在于，在所述利用惰性氣體作為保護氣，并將等離子滲金屬設備內(nèi)的氣壓控制在30-90pa范圍內(nèi)，溫度控制在780℃，保溫時間為3小時，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行等離子復合滲鈦碳處理，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：

技術總結
本發(fā)明提供了一種用于提高柴油機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℃并進行等溫一定時間后，再隨爐冷卻至650℃后取出進行空冷，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行等離子復合滲鈦碳處理；將所述滲鈦碳處理后的柱塞偶件依次進行淬火處理、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。

技術研發(fā)人員：王海彬,路江玉,郭麗芳,張文玲
受保護的技術使用者：山西柴油機工業(yè)有限責任公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/6