[發明專利]一種活塞銷用合金鋼的處理工藝和激光淬火方法

在審

• 申請號: 202211269938.4
• 申請日: 2022-10-18
• 公開（公告）號: CN115537713A
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 霍元明;李云龍
• 申請（專利權）人: 蘇州鑫旭合智能科技有限公司
• 主分類號: C23C8/32
• 分類號: C23C8/32;C21D1/09;C21D9/00;C21D11/00
• 代理公司: 蘇州市方略專利代理事務所(普通合伙) 32267
• 代理人: 劉純

一種活塞銷用合金鋼的處理工藝和激光淬火方法，包括如下步驟：S1預處理：工件采用低碳合金鋼，對工件進行打磨處理，去除表面油、鐵銹以及氧化層，然后用無水乙醇清洗，烘干備用；S2噴丸：采用濕噴法，以石英砂作為彈丸，對工件進行噴丸處理，然后清洗后烘干備用；S3氮碳共滲：將工件放入等離子共滲爐中完成共滲；S4激光淬火：對工件進行激光表面淬火處理。本發明所述的活塞銷用合金鋼的處理工藝和激光淬火方法，針對活塞銷在高溫條件下需要承受很大周期性沖擊負荷的特性，通過噴丸、氮碳共滲、激光淬火相結合的處理工藝，大大提高了活塞銷工件的剛度、強度和耐磨性，提高了活塞銷的使用壽命。

技術領域

本發明屬于合金處理技術領域，具體涉及一種活塞銷用合金鋼的處理工藝，以及一種活塞銷用合金鋼的激光淬火方法。

背景技術

活塞銷是液壓缸活塞的零件，是裝在活塞裙部的圓柱形銷子，它的中部穿過連桿小頭孔，用來連接活塞和連桿，把活塞承受的氣體作用力傳給連桿。由于活塞銷在高溫條件下承受很大的周期性沖擊負荷，以及活塞銷在銷孔內擺動角度不大，難以形成潤滑油膜，因此，潤滑條件較差。為此，活塞銷必須有足夠的剛度、強度和耐磨性，活塞銷的質量盡可能小，活塞銷與銷孔應該有適當的配合間隙和良好的表面質量。

活塞銷一般采用合金鋼制造，為了進一步提高其剛度、強度和耐磨性，人們對合金鋼處理技術進行研究，形成了多種較成熟的工藝技術，有效提高了合金鋼表面的耐磨性能和疲勞抗力。目前，應用的比較多的工藝技術有：1、化學熱處理，因工藝、設備簡單易行而被廣泛應用，一般來說，化學熱處理多在高溫條件下長時間進行。利用滲劑中的組分在合金鋼表面發生反應擴散，從而改變合金鋼表面化學成分及相組成以提高合金鋼表面性能。然而，對于化學熱處理工藝，高溫長時間的工藝條件易造成工件變形，組織粗化；2、激光表面處理，以其速度快，淬火應力及工件變形小，不需冷卻介質以及無工業污染等優點而被廣泛應用，通過激光表面淬火可以短時間內在工件表面獲得較厚的改性層，但是無法獲得與化學熱處理改性層一致的高硬度及耐磨性。因此，國內外對激光與化學熱處理復合工藝展開了大量的研究。

例如，中國專利申請號為CN202011331807.5公開了一種合金鋼表面復合強化工藝，將靶材表面預處理；將表面處理后的靶材敷設吸收層和約束層，通過激光對靶材表面進行高能量短脈沖的激光沖擊；將激光沖擊后的靶材進行除污處理，將處理后的靶材裝入熱處理爐內進行碳氮共滲和低溫回火處理，通過采用先激光沖擊、再碳氮共滲的處理工藝，提高碳、氮原子的滲入濃度與深度，降低熱處理工藝的保溫溫度，進而改善因溫度過高而造成的變形和氧化現象。

中國專利申請號為CN201810917413.4公開了一種導熱耐磨耐疲勞模具及其制造工藝，該模具包括：模芯基體、位于所述模芯基體表面且帶有隨形水路的冷卻基體、位于所述冷卻基體表面的導熱耐磨耐疲勞層和涂覆于所述導熱耐磨耐疲勞層表面的滲氮層，所述導熱耐磨耐疲勞層采用合金粉末作為原料，通過噴粉式激光熔覆工藝形成。本發明在模具表面激光涂覆導熱耐磨耐疲勞層，并進行離子滲氮，提高了模具的表面硬度，增加模具的耐磨性能。

本發明的研究目的是提供一種活塞銷用合金鋼的處理工藝，針對活塞銷在高溫條件下需要承受很大周期性沖擊負荷的特性，通過噴丸強化與稀土元素提高共滲作用效果，先通過氮碳共滲工藝，生成表面相主要是γ′相及α′N 相、超細化并且無氮化物析出的高強度、耐磨性的滲層，然后激光淬火后在工件表面生成Fe₃O₄ 及殘余奧氏體，進一步提高工件表面的沖擊韌性、耐磨性。此外，本發明還提供一種活塞銷用合金鋼的激光淬火方法，對工件進行激光淬火、檢測，保障工件淬火強化效果。

發明內容

發明目的：為了克服以上不足，本發明的目的是提供一種活塞銷用合金鋼的處理工藝和激光淬火方法，針對活塞銷在高溫條件下需要承受很大周期性沖擊負荷的特性，通過噴丸、氮碳共滲、激光淬火相結合的處理工藝，大大提高了活塞銷工件的剛度、強度和耐磨性，提高了活塞銷的使用壽命，具有很大的應用價值，前景廣泛。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：