[其他]柴油機(jī)針閥偶件熱處理工藝

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85107723
• 申請日: 1985-10-15
• 公開（公告）號: CN85107723B
• 公開（公告）日: 1987-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 榮兆順;王永琴
• 申請（專利權(quán)）人: 榮兆順;王永琴
• 主分類號: C21D9/00
• 分類號: C21D9/00;//F02M61/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種用氣體熱分解在熱表面上的氣相滲鍍的工藝。

柴油機(jī)噴油器針閥偶件（亦稱噴油嘴）從發(fā)明到現(xiàn)在近一個世紀(jì)以來，國內(nèi)外均采用淬火，獲得馬氏體的硬化法。

長期以來，一般采用GCr15鋼作為制造針閥偶件材質(zhì)，因其資源豐富、冷熱加工性能好、成本較低，通過現(xiàn)行熱處理工藝強(qiáng)化后，在中低轉(zhuǎn)速柴油機(jī)上使用，基本上是可以勝任的。

現(xiàn)行熱處理工藝的要點(diǎn)，如資料《農(nóng)機(jī)油泵油嘴熱處理工藝匯編（現(xiàn)行工藝）》（《熱處理工藝匯編》編，1980年6月）指出的：

淬火：用氰鹽爐或氨分解氣體保護(hù)爐，加熱溫度850°±10℃，用150°～190℃的硝鹽浴冷卻或機(jī)油冷卻。達(dá)到獲得硬度HRC62～65，金相組織1～4級馬氏體，表層不正常組織≤0.01毫米。淬火后1小時內(nèi)須進(jìn)行-60℃、保溫1小時的冷處理。

回火：加熱溫度160°～170℃;保溫3小時。

時效：加熱溫度130°±5℃，保溫6小時，在回火后和磨削加工后各進(jìn)行一次。

盡管現(xiàn)行工藝的要求是嚴(yán)格的，但還存在殘余奧氏體，且回火溫度低于針閥偶件工作溫度，短時間工作后，硬度便有明顯下降。還在工作中出現(xiàn)微量變形，導(dǎo)至產(chǎn)生“卡死”、“霧化不良”、“使用期短”等不良現(xiàn)象，嚴(yán)重影響到柴油機(jī)的性能。目前國內(nèi)外油泵油嘴生產(chǎn)廠迫于此況，為提高幾何形狀尺寸穩(wěn)定性和紅硬性，紛紛淘汰GCr15鋼，改用高合金鋼種，如采用18Cr2Ni4WA-W18Cr4V鋼作針閥偶件材質(zhì)，卡死等不良現(xiàn)象雖減輕了，卻大大增加了冷熱加工難度，成本顯著提高，廣泛應(yīng)用受到限制。

本發(fā)明的任務(wù)是采用新的熱處理方法，獲得索氏體基體，提高工作時的幾何形狀尺寸穩(wěn)定性;表面形成均勻的硬質(zhì)滲層，既耐磨損又耐腐蝕。制作出優(yōu)質(zhì)針閥偶件。

本發(fā)明的依據(jù)是：在高速增壓柴油機(jī)上采用GCr15鋼現(xiàn)行熱處理工藝制作的針閥偶件，普遍存在“卡死”等不良現(xiàn)象。除少數(shù)因機(jī)械夾雜物導(dǎo)致的卡死外，大多數(shù)是針閥體、針閥在工作時幾何形狀尺寸變化引起的卡死。以一種具體型的針閥體結(jié)構(gòu)，如圖1所示，說明卡死機(jī)理。在環(huán)形壁（2）上鉆有通入燃油的三個注油孔（3），偶件卡死后在中孔（4）的導(dǎo)向面上可見到擦傷塊，大多數(shù)擦份塊位于相鄰兩個注油孔的中部區(qū)域，且靠近盛油槽（5）端部的擦傷塊比靠密封端面（1）者為多。

金屬學(xué)原理闡明：GCr15鋼淬火形成馬氏體時，由于受殘余母相剛性的限制，相變時新舊相之間互相牽制、互相配合，使得馬氏體及殘余奧氏體都會發(fā)生協(xié)作形變，馬氏體及鄰近的奧氏體都具有高密度位錯。對針閥體來說，注油孔附近的環(huán)形壁被嚴(yán)重削弱，位錯運(yùn)動受到了阻礙，因此在注油孔附近形成應(yīng)力集中。由此或產(chǎn)生裂紋，或引起變形才能使應(yīng)力松弛。又對GCr15鋼來說，淬火并經(jīng)低溫回火后，橫向比縱向的強(qiáng)度低得多。故針閥體在汽缸工作溫度的作用下，應(yīng)力松弛將引起中孔在注油孔附近發(fā)生橫向形變。本發(fā)明人使用X-射線應(yīng)力測定儀檢查，證實在注油孔附近的薄壁處存在較高的拉應(yīng)力，在相鄰兩個注油孔之間的環(huán)形壁中部應(yīng)力為零。本發(fā)明人對鉆有不同個數(shù)注油孔的針閥體，進(jìn)行誘發(fā)形變后，用泰勒“73”型圓度儀（TALYROND73SYSTEM）檢測中孔圓度，高倍放大，自動記錄中孔圓度圖象（圖2-圖6）。顯示出中孔中心與各注油孔中心的連線上，即環(huán)形壁最薄處，中孔外凸變形量最大。而在相鄰兩個注油孔之間的環(huán)形壁中部，因受牽動，中孔半徑變得最短，所以此處最易引起卡死。又汽缸工作溫度愈高、形變量愈大;還有由于注油孔偏向中孔斜鉆，靠盛油槽端的環(huán)形壁更薄，中孔變形量增大。這些與實際卡死現(xiàn)象是吻合的。

以上說明：用GCr15鋼經(jīng)現(xiàn)行熱處理工藝制作的針閥體，因獲得馬氏體、殘余奧氏體等高密度位錯金相組織，注油孔阻礙了位錯運(yùn)動的連續(xù)性，注油孔附近存在應(yīng)力集中，在汽缸工作溫度作用下，應(yīng)力釋放，導(dǎo)致中孔產(chǎn)生似多棱形形變而卡死。

從具體工作狀況分析，針閥體和針閥的心部，即基體部分須具高度的幾何尺寸穩(wěn)定性，不存在磨損，所以通過淬火獲得馬氏體，并不是良好的選擇。而中孔、密封座面（6）、噴孔（7）等工作表面，允許的磨損量很小，只需有厚度≥0.03毫米的耐磨損的硬化層就可滿足工作要求，這在近代技術(shù)中，不一定非采用馬氏體不可。

本發(fā)明就是根據(jù)上述卡死機(jī)理的發(fā)現(xiàn)完成的，達(dá)到了良好的效果。

本發(fā)明的具體作法是：GCr15鋼制針閥體、針閥在軟氮化前進(jìn)行由淬火和回火組成的預(yù)處理。