[發(fā)明專利]一種壓縮機(jī)用38CrMoAl鋼熱處理工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410088250.5
• 申請(qǐng)日: 2014-03-11
• 公開（公告）號(hào): CN104911607A
• 公開（公告）日: 2015-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曲德毅;高志強(qiáng);張婉悅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽(yáng)透平機(jī)械股份有限公司
• 主分類號(hào): C23F17/00
• 分類號(hào): C23F17/00;C23C8/26;C23C8/38;C21D6/00
• 代理公司: 沈陽(yáng)科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富;周秀梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于壓縮機(jī)38CrMoAl鋼十字頭銷、活塞桿熱處理工藝，適用于所有壓縮機(jī)采用38CrMoAl鋼十字頭銷、活塞桿熱處理工藝。也適用于所有采用38CrMoAl鋼為材料的其它機(jī)械零部件。?

背景技術(shù)

目前，壓縮機(jī)用38CrMoAl鋼十字頭銷、活塞桿熱處理工藝包含鍛壓成型、正火、調(diào)質(zhì)、消應(yīng)力、氮化（包含氣體和離子氮化）熱處理工藝，精磨后表面硬化硬度只能達(dá)到HRc50左右，耐磨性很差并且硬化層很淺。用戶提出提高38CrMoAl鋼十字頭銷、活塞桿表面硬度、硬化層厚度和耐磨性的要求。如果采用傳統(tǒng)的熱處理方法達(dá)不到用戶的要求。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服傳傳統(tǒng)技術(shù)的不足，提供一種壓縮機(jī)用38CrMoAl鋼十字頭銷、活塞桿熱處理工藝，本工藝能提高38CrMoAl鋼十字頭銷、活塞桿表面硬度達(dá)到HRc70以上，提高耐磨性50%、耐酸鹽腐蝕性40%以上。力學(xué)性能提高40-50%，彎曲疲勞壽命提高100倍以上，彎曲疲勞強(qiáng)度提高100%，顯著抑制疲勞強(qiáng)度應(yīng)力集中敏感度。?

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：?

一種壓縮機(jī)用38CrMoAl鋼熱處理工藝，該工藝包括以下步驟：?

（1）調(diào)質(zhì)處理：將經(jīng)正火處理后的38CrMoAl鋼工件采用電阻爐加熱到920-960℃，按有效直徑保溫1-3.5小時(shí)，出爐水冷或用5-10wt.%的PAG類淬火介質(zhì)冷卻到150-350℃后空冷，再進(jìn)行610-670℃回火2.5-5.5小時(shí)，空冷；?

（2）消應(yīng)力處理：580℃保溫5小時(shí)，爐冷；?

（3）氮化處理：采用氣體氮化或離子氮化方式，氮化處理過(guò)程中加入稀土?催滲劑；氣體氮化過(guò)程為：將工件置于氣體氮化爐內(nèi)，升溫進(jìn)行預(yù)氧化處理后通入氨氣，氨分解率20-25%，爐壓50-70毫米水柱，保溫10小時(shí)，再升溫到560℃，氨分解率30-45%，爐壓60-80毫米水柱，保溫15小時(shí)，爐冷到250℃以下出爐空冷至室溫；離子氮化過(guò)程為：將工件置于離子氮化爐內(nèi)，升溫進(jìn)行預(yù)氧化處理后通入氨氣，爐壓3-7乇，保溫6小時(shí)，再升溫到550℃，爐壓7-10乇，保溫10小時(shí)，爐冷到250℃以下出爐空冷至室溫；?

（4）將工件進(jìn)行表面高頻淬火處理：高頻加熱（感應(yīng)加熱）到910-950℃，采用PAG類水溶性淬火劑進(jìn)行噴射冷卻，溶液濃度3-5wt.%。高頻淬火后進(jìn)行260-350℃回火處理。?

步驟（1）中所述正火處理是指將鍛壓成型（始鍛溫度1150℃，終鍛溫度900℃）的38CrMoAl鋼工件采用電阻爐加熱到920-960℃，按有效直徑保溫1-3.5小時(shí)，出爐空冷。?

步驟（3）所述預(yù)氧化處理過(guò)程的溫度是從450℃開始到520℃，520℃再開始供氨。?

經(jīng)上述步驟（3）氮化處理后工件表面形成的總氮化層深0.4-0.7毫米，硬度HV700-1100；經(jīng)步驟（4）高頻淬火處理后所得流淬硬層深1.3-2.5毫米，260-350℃回火處理后硬度HRC70以上。?

上述工藝應(yīng)用于壓縮機(jī)上使用的十字頭銷或活塞桿部件，還適用于所有采用38CrMoAl鋼的其他機(jī)械零部件。?

本工藝與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：?

1、提高表面硬度和耐磨性，降低產(chǎn)生淬火裂紋。用本發(fā)明工藝處理的38CrMoAl鋼十字頭銷、活塞桿，表面硬度值達(dá)到HRc70以上，層深表深達(dá)1.5毫米以上。傳統(tǒng)氮化處理經(jīng)過(guò)磨削后，表面硬度值僅在HRc50左右，層深也只有0.3毫米左右。由于氮化降低了鋼的臨界點(diǎn)，復(fù)合處理降低了淬火的溫度，這有利于減小工件淬火變形和淬火裂紋的產(chǎn)生;復(fù)合處理后的組織分析指出，滲氮時(shí)形成的ε及γ相均在亞溫加熱時(shí)溶入奧氏體和鐵素體中，同時(shí)使?jié)B氮層加厚。淬火表面形成的是淬火馬氏體組織＋鐵氮化合物，經(jīng)過(guò)低溫回火使用。鐵氮化合物占據(jù)低溫淬火形成的鐵素體位相，硬質(zhì)氮化物＋回火馬氏體形成了高硬度和提高耐磨性。?

2、提高耐腐蝕性能40%。經(jīng)過(guò)氮化處理后表層形成滲氮時(shí)形成的ε及γ相?均在亞溫加熱時(shí)溶入奧氏體和鐵素體中，同時(shí)使?jié)B氮層加厚，從而提高耐腐蝕性能。?