一种活塞销的热处理工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种热处理工艺，尤其涉及一种旨在提高活塞销尺寸稳定的热处理工
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【背景技术】
[0002]活塞销在发动机中负荷大，润滑条件差，压力分布不均匀等。为了保证其工作可靠，须有严格的配合间隙，良好的摩擦表面质量。DIN 73126《往复式内燃机活塞销一一尺寸、标记、材料、规范、技术要求》对活塞销外径尺寸增加提出了技术要求，如:在150°C和180°C保温4小时后在外径方向的尺寸不变化；在220°C保温4小时后，外径d ( 50mm的活塞销，在外径方向的尺寸变化最大为0.006_，外径d>50_的活塞销，在外径方向的尺寸变化最大为0.010mm。活塞销尺寸之所以发生变化，一个重要原因是渗碳淬火后金相组织中存在一定量的残余奥氏体，在使用过程中残余奥氏体发生组织转变成马氏体，造成尺寸膨胀，活塞销外形尺寸增大。尺寸增大易造成摩擦面咬死，因此必须控制活塞销尺寸稳定，也即控制金相组织中的残余奥氏体含量。一般情况下，低碳合金钢活塞销可采用渗碳淬火，再进行低温回火的热处理工艺。为减少残余奥氏体的含量，在保证原材料质量稳定的前提下，通常采用降低淬火温度，控制渗碳后表面碳含量，或提高回火温度等工艺方法，因此不易控制活塞销尺寸的稳定。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提供一种易提高活塞销尺寸稳定的热处理工艺。
[0004]为解决这一技术问题，本发明提供了一种活塞销的热处理工艺，包括如下步骤:
[0005]1)渗碳淬火:活塞销经渗碳后，在温度820± 10°C时淬火，淬火油温度为40_60°C ；
[0006]2)深冷处理:将渗碳淬火后的活塞销放入_120°Cm -160°C的液氮中进行深冷处理，时间60min，然后取出放在室温下，待温度回复到室温；
[0007]3)回火:深冷处理后温度回复到室温后，将活塞销在180°C _200°C温度下进行回火，时间90min-120min，空冷。
[0008]所述步骤2)中将渗碳淬火后的活塞销放入_120°C液氮中进行深冷处理，时间60min ;步骤3)中将活塞销在180°C温度下进行回火，时间90min_120min，空冷。
[0009]所述步骤2)中将渗碳淬火后的活塞销放入_160°C液氮中进行深冷处理，时间60min ;步骤3)将活塞销在200°C温度下进行回火，时间90min-120min，空冷。
[0010]有益效果:为减少渗碳淬火后的残余奥氏体含量，防止活塞销在使用过程中残余奥氏体转变为马氏体而使活塞销尺寸变大，在降低淬火温度的前提下，在淬火后不经过回火而直接进入液氮中进行深冷处理，使残余奥氏体含量降低，在液氮温度下继续转变成马氏体而使尺寸稳定。试验证明，深冷温度控制在_120°C?_160°C范围之间，残余奥氏体含量在13%?8%;经220°C加热保温4小时后，对应的外径尺寸增大0.007mm?-0.0025mm, 活塞销产品尺寸控制得较好，且生产过程便于控制。
【附图说明】
[0011]图1为本发明的热处理工艺曲线图；
[0012]图2为本发明冷处理温度与残余奥氏体量关系图；
[0013]图3为本发明冷处理温度与活塞销外径尺寸变形值关系图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图及实施例对本发明做具体描述。
[0015]本发明的热处理工艺包括如下步骤(如图1所示):
[0016]1)渗碳淬火:活塞销经渗碳后，在温度820±10°C时淬火，淬火油温度为40_60°C ；
[0017]2)深冷处理:将渗碳淬火后的活塞销放入_120°Cm -160°C的液氮中进行深冷处理，时间60min，，然后取出放在室温下，待温度回复到室温；
[0018]3)回火:深冷处理后温度回复到室温后，将活塞销在180°C _200°C温度下进行回火，时间90min-120min，空冷。
[0019]实施例1:
[0020]渗碳淬火:活塞销经渗碳后，在温度820± 10°C时淬火，淬火油温度40_60°C ；
[0021]深冷处理:将渗碳淬火后的活塞销放入_120°C液氮中进行深冷处理，时间60min ;
[0022]回火:为减小马氏体转变完成后的组织应力，需要将活塞销在180°C温度下进行回火，时间90min-120min，空冷。
[0023]由图2可见，在-120°C液氮中进行深冷处理时，残余奥氏体含量为13% ;由图3可见，在220°C加热保温4小时后，对应的外径尺寸增大0.007_。
[0024]实施例2:
[0025]渗碳淬火，活塞销经渗碳后，在温度820± 10°C时淬火，淬火油温度40_60°C ；
[0026]深冷处理，将渗碳淬火后的活塞销放入_160°C液氮中进行深冷处理，时间60min ;
[0027]回火，为减小马氏体转变完成后的组织应力，需要将活塞销在200°C温度下进行回火，时间90min-120min，空冷。
[0028]由图2可见，在_160°C液氮中进行深冷处理时，残余奥氏体含量为8%油图3可见，在220°C加热保温4小时后，对应的外径尺寸减小-0.0025_。
[0029]实施例3:
[0030]渗碳淬火:活塞销经渗碳后，在温度820± 10°C时淬火，淬火油温度40_60°C ；
[0031]深冷处理:将渗碳淬火后的活塞销放入_130°C液氮中进行深冷处理，时间60min ;
[0032]回火:为减小马氏体转变完成后的组织应力，需要将活塞销在180°C温度下进行回火，时间90min-120min，空冷。
[0033]由图2可见，在-130°C液氮中进行深冷处理时，残余奥氏体含量为12%;由图3可见，在220°C加热保温4小时后，对应的外径尺寸增大0.004_。
[0034]为减少渗碳淬火后的残余奥氏体含量，防止活塞销在使用过程中残余奥氏体转变为马氏体而使活塞销尺寸变大，在降低淬火温度的前提下，在淬火后不经过回火而直接进入液氮中进行深冷处理，使残余奥氏体含量降低，冷处理温度与残余奥氏体量关系见附图2。经不同温度深冷处理的活塞销在220°C加热保温4小时后，活塞销外径尺寸发生变化见附图3。其中在_120°C液氮中进行深冷处理时，残余奥氏体含量为13%，在220°C加热保温4小时后，对应的外径尺寸增大0.007mm ;在-196°C液氮中进行深冷处理时，残余奥氏体含量为6.8%，在220°C加热保温4小时后，对应的外径尺寸减小-0.008_。为减少活塞销中的残余奥氏体含量，可以在渗碳淬火后进行深冷处理，使残余奥氏体在液氮温度下继续转变成马氏体而使尺寸稳定。
[0035]试验证明，深冷温度控制在_120°C?_160°C范围之间，残余奥氏体含量在13%?8% ;经220°C加热保温4小时后，对应的外径尺寸增大0.007mm?-0.0025mm，活塞销产品尺寸控制得较好。
[0036]本发明上述实施方案，只是举例说明，不是仅有的，所有在本发明范围内或等同本发明的范围内的改变均被本发明包围。
【主权项】
1.一种活塞销的热处理工艺，其特征在于，包括如下步骤: 1)渗碳淬火:活塞销经渗碳后，在温度820±10°c时淬火，淬火油温度为40-60°C； 2)深冷处理:将渗碳淬火后的活塞销放入-120°Cm_160°C的液氮中进行深冷处理，时间60min，，然后取出放在室温下，待温度回复到室温； 3)回火:深冷处理后温度回复到室温后，将活塞销在180°C-200°C温度下进行回火，时间 90min_120min，空冷。2.根据权利要求1所述的活塞销的热处理工艺，其特征在于:所述步骤2)中将渗碳淬火后的活塞销放入_120°C液氮中进行深冷处理，时间60min ;步骤3)中将活塞销在180°C温度下进行回火，时间90min-120min，空冷。3.根据权利要求1所述的活塞销的热处理工艺，其特征在于:所述步骤2)中将渗碳淬火后的活塞销放入_160°C液氮中进行深冷处理，时间60min ;步骤3)将活塞销在200°C温度下进行回火，时间90min-120min，空冷。
【专利摘要】本发明公开了一种活塞销的热处理工艺，包括如下步骤：1)渗碳淬火；2)深冷处理；3)回火。为减少渗碳淬火后的残余奥氏体含量，防止活塞销在使用过程中残余奥氏体转变为马氏体而使活塞销尺寸变大，在降低淬火温度的前提下，在淬火后不经过回火而直接进入液氮中进行深冷处理，使残余奥氏体含量降低，在液氮温度下继续转变成马氏体而使尺寸稳定。试验证明，深冷温度控制在-120℃～-160℃范围之间，残余奥氏体含量在13％～8％；经220℃加热保温4小时后，对应的外径尺寸增大0.007mm～-0.0025mm，活塞销产品尺寸控制得较好，且生产过程便于控制。
【IPC分类】C23C8/22, C21D1/18, C21D9/00, C21D6/04
【公开号】CN105238912
【申请号】CN201510792017
【发明人】鲁统轮, 马奎星, 李凤飞, 代瑞环
【申请人】中国重汽集团济南动力有限公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年11月17日