专利名称：大型船舶发动机缸套超低温氮化方法
技术领域：
本发明涉及发动机缸套处理方法，具体涉及大型船舶发 动机缸套超低温氮化方法。
背景技术：
气缸套是发动机重要核心零部件，它直接影响发动机的 功能和使用寿命。而发动机气缸套的穴蚀和早期磨损的现象 普遍存在，轻则缸套的外表面水套部位形成了麻点和蜂窝 状，重则形成孔洞，严重的影响发动机的使用寿命，甚至造 成发动机的损坏而导致重大事故的发生，危害人的生命和国 家财产的损失，该现象在船舶发动机缸套中更为突出。
针对此种状况，国内外众多的发动机气缸套制造商研究 多种防穴蚀和提高耐磨性的方法与措施其一，提高材料的
综合性能，在材料中加入诸多的高合金元素Cr、 Mo、 Cu、 W、 Re等来增强耐磨性和提高抗穴蚀的性能，采用此种方法能有 所提高，但制造成本相当昂贵，而且我国部分合金元素十分 稀少，需依靠进口；其二，采用表面热处理工艺来提高抗穴 蚀能力和耐磨性，如表面淬火、表面氧化、表面磷化、等温贝氏体、高温氮化等，但效果不十分理想；其中，高温氮化 存在较多的缺陷 一是高温65(TC土5。C，氮化周期30多个 小时，成本高不适应批量生产；二是高温氮化工件的变形量 大，影响了工件的制造精度和安装精度，废品率高；三是高 温氮化层脆，易剥落，剥落后的介质形成高磨损剂，加速缸 套的磨损；四是氮化层剥落后，形成无数的孔洞，使机油的 耗量成倍的增加，不仅使用成本大幅度的上升，而且污染环 境十分严重。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大型船舶发动机缸套超低 温氮化方法，采用低温氮化处理，縮短氮化时间，适应工业 化批量生产，降低生产成本，提高产品质量。
本发明的技术解决方案是该低温氮化方法包括以下步
(1) 去油污，用毛巾将工件端面、内孔、外圆等表面 的油污擦净，为化学除油作准备；
(2) 装框将工件装入夹具，不允许工件磕碰，以免变
形；
(3) 化学除油，将工件同夹具一起进入去污剂池中除 油，温度75"C—95°C， 5—8分钟，以洗净为准；
(4) 清洗，将工件在清水池中流水清洗；工件表面水 膜分布均匀，无水珠挂住；(5) 预热，将工件吊入回火炉中预热，吊入炉中的工 件要放正、平稳、不能磕碰，以免变形，预热温度200°C— 250°C，时间50—60分钟，要开风扇，使温度均匀；
(6) 低温氮化，氮化炉的氮化剂中加入重量8%的 Na2S04;将工件吊入氮化炉中，工件放正，不能倾斜，氮化 温度350士5。C，时间2.5—3小时，氮化全过程通压縮空气， 压縮空气的大小以工件放入后盐浴表面翻滚即可，全过程温 度和时间要严格控制，不允许超温运行，以免报废，在设备 上设置了超温报警系统，36(TC报警，如警铃响，立即自动 断电，工作过程要经常巡视氮化温度和时间、压縮空气通量；
(7) 空冷，将氮化后的工件从氮化炉中吊出，使工件 在干燥的地方空冷至15(TC以下；
(8) 水洗，将工件吊入清水中流水清洗，用毛巾洗去 工件表面的盐渍灰份；
(9) 检验，根据检验标准检验氮化后的缸套；
(10) 浸防锈油，检验合格的缸套在浸油池中浸防锈油；
(11) 包装、入库，浸防锈油后的合格缸套在包装车间 包装后入库储运。
本发明采用低温氮化方法，克服了高温氮化存在的弊端， 具体优点如下
1、低温35(TC土5。C氮化，既保证了氮化层的质量，又 保证了缸套不变形；2、 氮气剂中包含Na2S04，降低了氮化层的脆性，使氮 化层不剥落；
3、 氮化2.5—3小时，周期短，仅为高温氮化的十分之 一，成本低；
4、 消除了麻点和凹坑现象，显著减少机油耗量，降低 使用成本，优化了发动机尾气排放，降低了环境污染；
5、 消除了穴蚀现象，增强了耐磨性，提高了发动机使 用寿命和安全性。
具体实施例方式
下面结合具体的实例，进一步详细地描述本发明。应理 解，这些实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式 限制本发明的范围。
实例l:依以下步骤处理缸套
(1) 去油污，用毛巾将工件端面、内孔、外圆等表面 的油污擦净，为化学除油作准备；
(2) 装框，将工件装入夹具，不允许工件磕碰，以免
变形；
(3) 化学除油，将工件同夹具一起进入去污剂池中除 油，温度75。C， 5分钟，以洗净为准；
(4) 清洗，将工件在清水池中流水清洗；工件表面水 膜分布均匀，无水珠挂住；
(5) 预热，将工件吊入回火炉中预热，吊入炉中的工件要放正、平稳、不能磕碰，以免变形，预热温度200°C， 时间50分钟，要开风扇，使温度均匀；
(6) 低温氮化，氮化炉的氮化剂中加入重量8%的 Na2S04;将工件吊入氮化炉中，工件放正，不能倾斜，氮化 温度345"C，时间2.5小时，氮化全过程通压縮空气，压縮 空气的大小以工件放入后盐浴表面翻滚即可，全过程温度和 时间要严格控制，不允许超温运行，以免报废，在设备上设 置了超温报警系统，360。C报警，如警铃响，立即自动断电， 工作过程要经常巡视氮化温度和时间、压縮空气通量；
(7) 空冷，将氮化后的工件从氮化炉中吊出，使工件 在干燥的地方空冷至150。C以下；
(8) 水洗，将工件吊入清水中流水清洗，用毛巾洗去
工件表面的盐渍灰份；
(9) 检验，根据检验标准检验氮化后的缸套；
(10) 浸防锈油，检验合格的缸套在浸油池中浸防锈油；
(11) 包装、入库，浸防锈油后的合格缸套在包装车间 包装后入库储运。
实例2:依以下步骤处理缸套
(1) 去油污，用毛巾将工件端面、内孔、外圆等表面 的油污擦净，为化学除油作准备；
(2) 装框，将工件装入夹具，不允许工件磕碰，以免
变形；(3) 化学除油，将工件同夹具一起进入去污剂池中除 油，温度85。C， 6.5分钟，以洗净为准；
(4) 清洗，将工件在清水池中流水清洗；工件表面水
膜分布均匀，无水珠挂住；
(5) 预热，将工件吊入回火炉中预热，吊入炉中的工 件要放正、平稳、不能磕碰，以免变形，预热温度225 °C， 时间55分钟，要开风扇，使温度均匀；
(6) 低温氮化，氮化炉的氮化剂中加入重量8%的 Na2S04;将工件吊入氮化炉中，工件放正，不能倾斜，氮化 温度350。C，时间2.8小时，氮化全过程通压縮空气，压縮 空气的大小以工件放入后盐浴表面翻滚即可，全过程温度和 时间要严格控制，不允许超温运行，以免报废，在设备上设 置了超温报警系统，360。C报警，如警铃响，立即自动断电， 工作过程要经常巡视氮化温度和时间、压縮空气通量；
(7) 空冷，将氮化后的工件从氮化炉中吊出，使工件 在干燥的地方空冷至150。C以下；
(8) 水洗，将工件吊入清水中流水清洗，用毛巾洗去 工件表面的盐渍灰份；
(9) 检验，根据检验标准检验氮化后的缸套；
(10) 浸防锈油，检验合格的缸套在浸油池中浸防锈油；
(11) 包装、入库，浸防锈油后的合格缸套在包装车间 包装后入库储运。实例3:依以下步骤处理方法
(1) 去油污，用毛巾将工件端面、内孔、外圆等表面 的油污擦净，为化学除油作准备；
(2) 装框，将工件装入夹具，不允许工件磕碰，以免
变形；
(3) 化学除油，将工件同夹具一起进入去污剂池中除 油，温度95。C， 8分钟，以洗净为准；
(4) 清洗，将工件在清水池中流水清洗；工件表面水
膜分布均匀，无水珠挂住；
(5) 预热，将工件吊入回火炉中预热，吊入炉中的工 件要放正、平稳、不能磕碰，以免变形，预热温度250°C， 时间60分钟，要开风扇，使温度均匀；
(6) 低温氮化，氮化炉的氮化剂中加入重量8%的 Na2S04;将工件吊入氮化炉中，工件放正，不能倾斜，氮化 温度355X:，时间3小时，氮化全过程通压縮空气，压縮空 气的大小以工件放入后盐浴表面翻滚即可，全过程温度和时 间要严格控制，不允许超温运行，以免报废，在设备上设置 了超温报警系统，36(TC报警，如警铃响，立即自动断电， 工作过程要经常巡视氮化温度和时间、压縮空气通量；
(7) 空冷，将氮化后的工件从氮化炉中吊出，使工件 在干燥的地方空冷至15(TC以下；
(8) 水洗，将工件吊入清水中流水清洗，用毛巾洗去工件表面的盐渍灰份；
(9) 检验，根据检验标准检验氮化后的缸套；
(10) 浸防锈油，检验合格的缸套在浸油池中浸防锈油;
(11) 包装、入库，浸防锈油后的合格缸套在包装车间 包装后入库储运。
权利要求
1.大型船舶发动机缸套超低温氮化方法，其特征在于该低温氮化方法包括以下步骤(1)去油污，用毛巾将工件端面、内孔、外圆等表面的油污擦净，为化学除油作准备；(2)装框，将工件装入夹具，不允许工件磕碰，以免变形；(3)化学除油，将工件同夹具一起进入去污剂池中除油，温度75℃-95℃，5-8分钟，以洗净为准；(4)清洗，将工件在清水池中流水清洗；工件表面水膜分布均匀，无水珠挂住；(5)预热，将工件吊入回火炉中预热，吊入炉中的工件要放正、平稳、不能磕碰，以免变形，预热温度200℃-250℃，时间50-60分钟，要开风扇，使温度均匀；(6)低温氮化，氮化炉的氮化剂中加入重量8％的Na2SO4；将工件吊入氮化炉中，工件放正，不能倾斜，氮化温度350±5℃，时间2.5-3小时，氮化全过程通压缩空气，压缩空气的大小以工件放入后盐浴表面翻滚即可，全过程温度和时间要严格控制，不允许超温运行，以免报废，在设备上设置了超温报警系统，360℃报警，如警铃响，立即自动断电，工作过程要经常巡视氮化温度和时间、压缩空气通量；(7)空冷，将氮化后的工件从氮化炉中吊出，使工件在干燥的地方空冷至150℃以下；(8)水洗，将工件吊入清水中流水清洗，用毛巾洗去工件表面的盐渍灰份；(9)检验，根据检验标准检验氮化后的缸套；(10)浸防锈油，检验合格的缸套在浸油池中浸防锈油；(11)包装、入库，浸防锈油后的合格缸套在包装车间包装后入库储运。
全文摘要
本发明公开了大型船舶发动机缸套超低温氮化方法，(1)毛巾将工件油污擦净；(2)工件装入夹具；(3)工件进入去污剂池中温度75℃-95℃、5-8分钟涂油；(4)流水清洗；(5)工件预热，温度200℃-250℃，时间50-60分钟；(6)氮化炉的氮化剂中加入重量8％的Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>；氮化温度350±5℃，时间2.5-3小时；(7)氮化后的工件空冷至150℃以下；(8)流水清洗；(9)检验氮化后的缸套；(10)合格的缸套浸防锈油；(11)浸防锈油后的缸套包装入库储运。本发明采用低温氮化处理，缩短氮化时间，适应工业化批量生产，降低生产成本，提高产品质量。
文档编号C23C8/48GK101492806SQ20091002569
公开日2009年7月29日 申请日期2009年3月6日 优先权日2009年3月6日
发明者张顺先, 王明泉, 贤 贝, 明 陶, 斌 韦 申请人:王明泉