專利名稱：大型船舶發(fā)動機(jī)缸套超低溫氮化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動機(jī)缸套處理方法，具體涉及大型船舶發(fā) 動機(jī)缸套超低溫氮化方法。
背景技術(shù)：
氣缸套是發(fā)動機(jī)重要核心零部件，它直接影響發(fā)動機(jī)的 功能和使用壽命。而發(fā)動機(jī)氣缸套的穴蝕和早期磨損的現(xiàn)象 普遍存在，輕則缸套的外表面水套部位形成了麻點(diǎn)和蜂窩 狀，重則形成孔洞，嚴(yán)重的影響發(fā)動機(jī)的使用壽命，甚至造 成發(fā)動機(jī)的損壞而導(dǎo)致重大事故的發(fā)生，危害人的生命和國 家財(cái)產(chǎn)的損失，該現(xiàn)象在船舶發(fā)動機(jī)缸套中更為突出。
針對此種狀況，國內(nèi)外眾多的發(fā)動機(jī)氣缸套制造商研究 多種防穴蝕和提高耐磨性的方法與措施其一，提高材料的
綜合性能，在材料中加入諸多的高合金元素Cr、 Mo、 Cu、 W、 Re等來增強(qiáng)耐磨性和提高抗穴蝕的性能，采用此種方法能有 所提高，但制造成本相當(dāng)昂貴，而且我國部分合金元素十分 稀少，需依靠進(jìn)口；其二，采用表面熱處理工藝來提高抗穴 蝕能力和耐磨性，如表面淬火、表面氧化、表面磷化、等溫貝氏體、高溫氮化等，但效果不十分理想；其中，高溫氮化 存在較多的缺陷 一是高溫65(TC土5。C，氮化周期30多個 小時，成本高不適應(yīng)批量生產(chǎn)；二是高溫氮化工件的變形量 大，影響了工件的制造精度和安裝精度，廢品率高；三是高 溫氮化層脆，易剝落，剝落后的介質(zhì)形成高磨損劑，加速缸 套的磨損；四是氮化層剝落后，形成無數(shù)的孔洞，使機(jī)油的 耗量成倍的增加，不僅使用成本大幅度的上升，而且污染環(huán) 境十分嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種大型船舶發(fā)動機(jī)缸套超低 溫氮化方法，采用低溫氮化處理，縮短氮化時間，適應(yīng)工業(yè) 化批量生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是該低溫氮化方法包括以下步
(1) 去油污，用毛巾將工件端面、內(nèi)孔、外圓等表面 的油污擦凈，為化學(xué)除油作準(zhǔn)備；
(2) 裝框?qū)⒐ぜb入夾具，不允許工件磕碰，以免變
形；
(3) 化學(xué)除油，將工件同夾具一起進(jìn)入去污劑池中除 油，溫度75"C—95°C， 5—8分鐘，以洗凈為準(zhǔn)；
(4) 清洗，將工件在清水池中流水清洗；工件表面水 膜分布均勻，無水珠掛??；(5) 預(yù)熱，將工件吊入回火爐中預(yù)熱，吊入爐中的工 件要放正、平穩(wěn)、不能磕碰，以免變形，預(yù)熱溫度200°C— 250°C，時間50—60分鐘，要開風(fēng)扇，使溫度均勻；
(6) 低溫氮化，氮化爐的氮化劑中加入重量8%的 Na2S04;將工件吊入氮化爐中，工件放正，不能傾斜，氮化 溫度350士5。C，時間2.5—3小時，氮化全過程通壓縮空氣， 壓縮空氣的大小以工件放入后鹽浴表面翻滾即可，全過程溫 度和時間要嚴(yán)格控制，不允許超溫運(yùn)行，以免報(bào)廢，在設(shè)備 上設(shè)置了超溫報(bào)警系統(tǒng)，36(TC報(bào)警，如警鈴響，立即自動 斷電，工作過程要經(jīng)常巡視氮化溫度和時間、壓縮空氣通量；
(7) 空冷，將氮化后的工件從氮化爐中吊出，使工件 在干燥的地方空冷至15(TC以下；
(8) 水洗，將工件吊入清水中流水清洗，用毛巾洗去 工件表面的鹽漬灰份；
(9) 檢驗(yàn)，根據(jù)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)氮化后的缸套；
(10) 浸防銹油，檢驗(yàn)合格的缸套在浸油池中浸防銹油；
(11) 包裝、入庫，浸防銹油后的合格缸套在包裝車間 包裝后入庫儲運(yùn)。
本發(fā)明采用低溫氮化方法，克服了高溫氮化存在的弊端， 具體優(yōu)點(diǎn)如下
1、低溫35(TC土5。C氮化，既保證了氮化層的質(zhì)量，又 保證了缸套不變形；2、 氮?dú)鈩┲邪琋a2S04，降低了氮化層的脆性，使氮 化層不剝落；
3、 氮化2.5—3小時，周期短，僅為高溫氮化的十分之 一，成本低；
4、 消除了麻點(diǎn)和凹坑現(xiàn)象，顯著減少機(jī)油耗量，降低 使用成本，優(yōu)化了發(fā)動機(jī)尾氣排放，降低了環(huán)境污染；
5、 消除了穴蝕現(xiàn)象，增強(qiáng)了耐磨性，提高了發(fā)動機(jī)使 用壽命和安全性。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體的實(shí)例，進(jìn)一步詳細(xì)地描述本發(fā)明。應(yīng)理 解，這些實(shí)施例只是為了舉例說明本發(fā)明，而非以任何方式 限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)例l:依以下步驟處理缸套
(1) 去油污，用毛巾將工件端面、內(nèi)孔、外圓等表面 的油污擦凈，為化學(xué)除油作準(zhǔn)備；
(2) 裝框，將工件裝入夾具，不允許工件磕碰，以免
變形；
(3) 化學(xué)除油，將工件同夾具一起進(jìn)入去污劑池中除 油，溫度75。C， 5分鐘，以洗凈為準(zhǔn)；
(4) 清洗，將工件在清水池中流水清洗；工件表面水 膜分布均勻，無水珠掛?。?br> (5) 預(yù)熱，將工件吊入回火爐中預(yù)熱，吊入爐中的工件要放正、平穩(wěn)、不能磕碰，以免變形，預(yù)熱溫度200°C， 時間50分鐘，要開風(fēng)扇，使溫度均勻；
(6) 低溫氮化，氮化爐的氮化劑中加入重量8%的 Na2S04;將工件吊入氮化爐中，工件放正，不能傾斜，氮化 溫度345"C，時間2.5小時，氮化全過程通壓縮空氣，壓縮 空氣的大小以工件放入后鹽浴表面翻滾即可，全過程溫度和 時間要嚴(yán)格控制，不允許超溫運(yùn)行，以免報(bào)廢，在設(shè)備上設(shè) 置了超溫報(bào)警系統(tǒng)，360。C報(bào)警，如警鈴響，立即自動斷電， 工作過程要經(jīng)常巡視氮化溫度和時間、壓縮空氣通量；
(7) 空冷，將氮化后的工件從氮化爐中吊出，使工件 在干燥的地方空冷至150。C以下；
(8) 水洗，將工件吊入清水中流水清洗，用毛巾洗去
工件表面的鹽漬灰份；
(9) 檢驗(yàn)，根據(jù)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)氮化后的缸套；
(10) 浸防銹油，檢驗(yàn)合格的缸套在浸油池中浸防銹油；
(11) 包裝、入庫，浸防銹油后的合格缸套在包裝車間 包裝后入庫儲運(yùn)。
實(shí)例2:依以下步驟處理缸套
(1) 去油污，用毛巾將工件端面、內(nèi)孔、外圓等表面 的油污擦凈，為化學(xué)除油作準(zhǔn)備；
(2) 裝框，將工件裝入夾具，不允許工件磕碰，以免
變形；(3) 化學(xué)除油，將工件同夾具一起進(jìn)入去污劑池中除 油，溫度85。C， 6.5分鐘，以洗凈為準(zhǔn)；
(4) 清洗，將工件在清水池中流水清洗；工件表面水
膜分布均勻，無水珠掛??；
(5) 預(yù)熱，將工件吊入回火爐中預(yù)熱，吊入爐中的工 件要放正、平穩(wěn)、不能磕碰，以免變形，預(yù)熱溫度225 °C， 時間55分鐘，要開風(fēng)扇，使溫度均勻；
(6) 低溫氮化，氮化爐的氮化劑中加入重量8%的 Na2S04;將工件吊入氮化爐中，工件放正，不能傾斜，氮化 溫度350。C，時間2.8小時，氮化全過程通壓縮空氣，壓縮 空氣的大小以工件放入后鹽浴表面翻滾即可，全過程溫度和 時間要嚴(yán)格控制，不允許超溫運(yùn)行，以免報(bào)廢，在設(shè)備上設(shè) 置了超溫報(bào)警系統(tǒng)，360。C報(bào)警，如警鈴響，立即自動斷電， 工作過程要經(jīng)常巡視氮化溫度和時間、壓縮空氣通量；
(7) 空冷，將氮化后的工件從氮化爐中吊出，使工件 在干燥的地方空冷至150。C以下；
(8) 水洗，將工件吊入清水中流水清洗，用毛巾洗去 工件表面的鹽漬灰份；
(9) 檢驗(yàn)，根據(jù)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)氮化后的缸套；
(10) 浸防銹油，檢驗(yàn)合格的缸套在浸油池中浸防銹油；
(11) 包裝、入庫，浸防銹油后的合格缸套在包裝車間 包裝后入庫儲運(yùn)。實(shí)例3:依以下步驟處理方法
(1) 去油污，用毛巾將工件端面、內(nèi)孔、外圓等表面 的油污擦凈，為化學(xué)除油作準(zhǔn)備；
(2) 裝框，將工件裝入夾具，不允許工件磕碰，以免
變形；
(3) 化學(xué)除油，將工件同夾具一起進(jìn)入去污劑池中除 油，溫度95。C， 8分鐘，以洗凈為準(zhǔn)；
(4) 清洗，將工件在清水池中流水清洗；工件表面水
膜分布均勻，無水珠掛??；
(5) 預(yù)熱，將工件吊入回火爐中預(yù)熱，吊入爐中的工 件要放正、平穩(wěn)、不能磕碰，以免變形，預(yù)熱溫度250°C， 時間60分鐘，要開風(fēng)扇，使溫度均勻；
(6) 低溫氮化，氮化爐的氮化劑中加入重量8%的 Na2S04;將工件吊入氮化爐中，工件放正，不能傾斜，氮化 溫度355X:，時間3小時，氮化全過程通壓縮空氣，壓縮空 氣的大小以工件放入后鹽浴表面翻滾即可，全過程溫度和時 間要嚴(yán)格控制，不允許超溫運(yùn)行，以免報(bào)廢，在設(shè)備上設(shè)置 了超溫報(bào)警系統(tǒng)，36(TC報(bào)警，如警鈴響，立即自動斷電， 工作過程要經(jīng)常巡視氮化溫度和時間、壓縮空氣通量；
(7) 空冷，將氮化后的工件從氮化爐中吊出，使工件 在干燥的地方空冷至15(TC以下；
(8) 水洗，將工件吊入清水中流水清洗，用毛巾洗去工件表面的鹽漬灰份；
(9) 檢驗(yàn)，根據(jù)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)氮化后的缸套；
(10) 浸防銹油，檢驗(yàn)合格的缸套在浸油池中浸防銹油;
(11) 包裝、入庫，浸防銹油后的合格缸套在包裝車間 包裝后入庫儲運(yùn)。
權(quán)利要求
1.大型船舶發(fā)動機(jī)缸套超低溫氮化方法，其特征在于該低溫氮化方法包括以下步驟(1)去油污，用毛巾將工件端面、內(nèi)孔、外圓等表面的油污擦凈，為化學(xué)除油作準(zhǔn)備；(2)裝框，將工件裝入夾具，不允許工件磕碰，以免變形；(3)化學(xué)除油，將工件同夾具一起進(jìn)入去污劑池中除油，溫度75℃-95℃，5-8分鐘，以洗凈為準(zhǔn)；(4)清洗，將工件在清水池中流水清洗；工件表面水膜分布均勻，無水珠掛住；(5)預(yù)熱，將工件吊入回火爐中預(yù)熱，吊入爐中的工件要放正、平穩(wěn)、不能磕碰，以免變形，預(yù)熱溫度200℃-250℃，時間50-60分鐘，要開風(fēng)扇，使溫度均勻；(6)低溫氮化，氮化爐的氮化劑中加入重量8％的Na2SO4；將工件吊入氮化爐中，工件放正，不能傾斜，氮化溫度350±5℃，時間2.5-3小時，氮化全過程通壓縮空氣，壓縮空氣的大小以工件放入后鹽浴表面翻滾即可，全過程溫度和時間要嚴(yán)格控制，不允許超溫運(yùn)行，以免報(bào)廢，在設(shè)備上設(shè)置了超溫報(bào)警系統(tǒng)，360℃報(bào)警，如警鈴響，立即自動斷電，工作過程要經(jīng)常巡視氮化溫度和時間、壓縮空氣通量；(7)空冷，將氮化后的工件從氮化爐中吊出，使工件在干燥的地方空冷至150℃以下；(8)水洗，將工件吊入清水中流水清洗，用毛巾洗去工件表面的鹽漬灰份；(9)檢驗(yàn)，根據(jù)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)氮化后的缸套；(10)浸防銹油，檢驗(yàn)合格的缸套在浸油池中浸防銹油；(11)包裝、入庫，浸防銹油后的合格缸套在包裝車間包裝后入庫儲運(yùn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了大型船舶發(fā)動機(jī)缸套超低溫氮化方法，(1)毛巾將工件油污擦凈；(2)工件裝入夾具；(3)工件進(jìn)入去污劑池中溫度75℃-95℃、5-8分鐘涂油；(4)流水清洗；(5)工件預(yù)熱，溫度200℃-250℃，時間50-60分鐘；(6)氮化爐的氮化劑中加入重量8％的Na₂SO₄；氮化溫度350±5℃，時間2.5-3小時；(7)氮化后的工件空冷至150℃以下；(8)流水清洗；(9)檢驗(yàn)氮化后的缸套；(10)合格的缸套浸防銹油；(11)浸防銹油后的缸套包裝入庫儲運(yùn)。本發(fā)明采用低溫氮化處理，縮短氮化時間，適應(yīng)工業(yè)化批量生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
文檔編號C23C8/48GK101492806SQ20091002569
公開日2009年7月29日 申請日期2009年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月6日
發(fā)明者張順先, 王明泉, 賢 貝, 明 陶, 斌 韋 申請人:王明泉