專(zhuān)利名稱(chēng)：具有高硬度高耐磨性的大型柴油機(jī)凸輪工件的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大型柴油機(jī)凸輪工件的生產(chǎn)工藝，具體是指一種具有高硬度高耐
磨性的大型柴油機(jī)凸輪工件、滾輪工件的生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
凸輪工件、滾輪工件是大型柴油機(jī)的重要部件，在柴油機(jī)設(shè)備中凸輪工件，滾輪工 件的磨損失效狀況經(jīng)常發(fā)生，粘著磨損、接觸疲勞磨損的失效在機(jī)械工程的失效中占很大 比例。并且隨著柴油機(jī)越來(lái)越大型化，強(qiáng)化程度越來(lái)越高，相應(yīng)的凸輪工件、滾輪工件磨擦 副的技術(shù)要求也更高。 現(xiàn)有技術(shù)中凸輪工件的生產(chǎn)工藝一般包括毛胚鍛造、退火、粗加工、滲碳加高溫回 火、半精加工、淬火加低溫回火以及精加工步驟，申請(qǐng)?zhí)枮?21450153的專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了低 速柴油機(jī)凸輪的滲碳淬火方法，包括滲碳加高溫回火、淬火加低溫回火，其中滲碳加高溫回 火步驟中，滲碳條件是，滲碳劑為丙酮，稀釋劑為甲醛，滲碳溫度為93(TC，在碳勢(shì)為1. 15% 條件下保溫，經(jīng)24小時(shí)保溫后，再在碳勢(shì)為0. 95%條件下保溫7小時(shí)，然后在爐內(nèi)冷卻到 85(TC，最后出爐強(qiáng)風(fēng)風(fēng)冷；高溫回火為滲碳后在65(TC的爐內(nèi)經(jīng)過(guò)4. 5小時(shí)的高溫回火。
上述低速柴油機(jī)凸輪的滲碳淬火方法，由于碳勢(shì)不高，使得凸輪工件表面滲碳層 的含碳量不高，較低的含碳量無(wú)法保證凸輪工件在后序工藝中形成大量針狀碳化物，而表 面高含碳量與大量針狀碳化物是保證凸輪工件的高硬度，高耐磨性的必要金相組織，上述 專(zhuān)利申請(qǐng)中滲碳由于滲碳層的含碳不高，經(jīng)淬火加低溫回火后的滲碳層只能形成隱針馬氏 體+少量殘余奧氏體的組織，不具有針狀碳化物，凸輪工件的表面硬度只有58 62HRC，硬 度不高、耐磨性不高，凸輪工件在使用過(guò)程中常常發(fā)生使用幾小時(shí)便劃傷或咬合，或經(jīng)常在 早期使用過(guò)程中快速磨損導(dǎo)致報(bào)廢的現(xiàn)象發(fā)生。 如果常規(guī)工藝對(duì)凸輪工件也采用高碳勢(shì)滲碳，又會(huì)出現(xiàn)新的問(wèn)題，高碳勢(shì)滲碳過(guò)
程中由于碳化物的堆積，滲碳后冷卻過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)狀碳化物的析出，及滲碳層的含碳量
降低，降低了凸輪工件的硬度和耐磨性，由此導(dǎo)致后續(xù)的淬火過(guò)程中將會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的殘余
奧氏體，使得凸輪工件的硬度達(dá)不到要求，造成不合格產(chǎn)品或影響工件使用性能。 同時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)中的凸輪工件潤(rùn)滑性能差，摩擦副的摩擦系數(shù)高，凸輪工件在跑合
階段和運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生滑動(dòng)摩擦?xí)r沒(méi)有自保護(hù)功能，導(dǎo)致凸輪工件的使用壽命降低，易損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種具有高硬度高耐磨性的大型柴油機(jī)凸輪工件的生 產(chǎn)工藝，該工藝同樣也適用于滾輪工件。 本發(fā)明的上述目的通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的具有高硬度高耐磨性的大型柴油 機(jī)凸輪工件的生產(chǎn)工藝，該工藝包括毛胚鍛造、退火、粗加工、滲碳加高溫回火、半精加工、 淬火加低溫回火以及精加工步驟，其特征在于所述滲碳加高溫回火具體步驟如下
(1)當(dāng)爐溫達(dá)到890 91(TC時(shí)開(kāi)爐，將凸輪工件放入爐中，當(dāng)爐溫重新升到 740 76(TC時(shí)向爐內(nèi)持續(xù)滴甲醇，當(dāng)爐溫繼續(xù)上升至840 86(TC時(shí)在保持滴甲醛的同時(shí) 開(kāi)始持續(xù)滴入異丙醇以提升爐內(nèi)的碳勢(shì)，當(dāng)爐溫升到920 94(TC的滲碳溫度時(shí)，保持碳勢(shì) 為1. 38% 1. 40%，保持爐壓6 8mL水柱開(kāi)始強(qiáng)滲與擴(kuò)散，滲碳過(guò)程持續(xù)約20 22小 時(shí)； (2)凸輪工件滲碳完成后，降低爐溫至890 910°C ，然后保溫30 45分鐘后進(jìn)行 淬油，快速冷卻凸輪工件，將冷卻后的凸輪工件放入610 65(TC的爐溫內(nèi)進(jìn)行高溫回火， 高溫回火的回火時(shí)間為2 4小時(shí)。 上述步驟(1)中甲醇作為稀釋劑，異丙醇作為滲碳劑滴入爐內(nèi)，使?fàn)t內(nèi)碳勢(shì)可以 升高至1.38% 1.4%的高碳勢(shì)，1.38% 1.4%的高碳勢(shì)可以使得凸輪工件最終表面滲 碳層的含碳量達(dá)到1. 28 1. 30%，滲碳深度達(dá)到2. 45 2. 50mm，高含碳量有利于凸輪工 件在后序工藝中形成針狀碳化物，針狀碳化物是高硬度組織，可保證凸輪工件的高硬度與 高耐磨性。 上述步驟(2)在高溫回火時(shí)需要先保溫30 45分鐘，待整個(gè)工件溫度均勻后淬
油，由于凸輪工件滲碳后滲碳層的含碳量較高，如果采用空冷的方法將會(huì)導(dǎo)致滲碳層內(nèi)網(wǎng)
狀碳化物的析出，為了防止網(wǎng)狀碳化物的析出，本發(fā)明采用保溫30 45分鐘然后淬油，通
過(guò)淬油快速冷卻凸輪工件，防止網(wǎng)狀碳化物析出，保證滲碳層的碳化物均勻析出，保證滲碳
層的高含碳量，為后續(xù)工藝中形成含有針狀碳化物的高硬度組織打好基礎(chǔ)。 步驟(2)高溫回火后消除了滲碳層中的殘余奧氏體與淬火馬氏體，獲得索氏體+
均勻的針狀碳化物的組織，為后序的淬火加低溫回火做好準(zhǔn)備。 本發(fā)明中，所述滲碳加高溫回火步驟(1)中甲醇的滴入量為排氣階段時(shí)15 16ml/min，強(qiáng)滲時(shí)2 3ml/min，擴(kuò)散時(shí)4 6ml/min ;異丙醇的滴入量為強(qiáng)滲時(shí)15 16m1/ min，擴(kuò)散時(shí)2 3ml/min。整個(gè)過(guò)程通過(guò)氧探頭控制甲醛和異丙醇的滴量，維持1. 40%的 碳勢(shì)。 本發(fā)明中，所述淬火加低溫回火具體步驟如下 將半精加工后的凸輪工件放入790 810°C的爐內(nèi)保溫40 50分鐘，立即放入質(zhì) 量百分含量為8 10X的NaCL溶液中淬火，然后將淬火后的凸輪工件放入190 20(TC的 回火爐內(nèi)回火兩次，回火時(shí)間為每次4小時(shí)。 低溫回火后凸輪工件的金相組織為針狀碳化物+隱針馬氏體+少量殘余奧氏體， 表面獲得62 65HRC的硬度，這種含有高硬度組織針狀碳化物的滲碳層為凸輪工件的耐磨 性提供了保證。 本發(fā)明可以做如下改進(jìn)該工藝還包括除油步驟，將精加工后的凸輪工件放入沸 騰的除油劑中除油。 所述除油劑為NaOH、NaC03和H20三者的混合物，各組分質(zhì)量比NaOH : NaC03 : H20 為50 60 : 80 85 : 950 1000。 本發(fā)明的目的之二是在上述發(fā)明目的的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高凸輪工件的潤(rùn)滑性，降 低凸輪工件表面的摩擦系數(shù)。 該工藝還包括硫、氧化合處理步驟，將除油后的凸輪工件放入離子設(shè)備中，抽真空 至離子設(shè)備內(nèi)的壓力降至100 350Pa，然后隨爐升溫，設(shè)備內(nèi)的溫度升至190 20(TC時(shí)通入H^和02的混合氣體，保持850 1000V的電壓電離氣體，氣體流量控制在1. 2 1. 5L/ min進(jìn)行離子化，保溫2 3小時(shí)，爐冷后出爐。 該步驟使得凸輪工件表面形成一層5 8 ii m的硫化物一氧化物層，其中氧化物為 硫化亞鐵(FeS)和氧化亞鐵(FeO)，硫化物一氧化物層的濃度呈梯度自外向內(nèi)逐漸降低。這 些硫化亞鐵(FeS)和氧化亞鐵(FeO)形成的硫化物一氧化物層呈疏松的多孔狀，可起到儲(chǔ) 油的作用，使凸輪工件達(dá)到有效潤(rùn)滑，并且這些硫化物、氧化物的晶格呈層狀結(jié)構(gòu)，可以減 小凸輪工件表面的摩擦系數(shù)，使得凸輪工件在跑合階段和運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生滑動(dòng)摩擦?xí)r具有 較好的保護(hù)作用。 所述1125和02氣體的體積比為3. 0 3. 2 : 0. 8 1. 0。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下顯著效果 (1)本發(fā)明在滲碳環(huán)節(jié)升高碳勢(shì)，保證凸輪工件在高碳勢(shì)下滲碳，高碳勢(shì)可以使得 凸輪工件最終表面滲碳層的含碳量升高，高含碳量有利于凸輪工件在后序工藝中形成高硬 度組織的針狀碳化物，保證凸輪工件的高硬度。 (2)本發(fā)明在高溫回火環(huán)節(jié)采用先保溫再快速油淬冷卻的方式，其目的為了防止 網(wǎng)狀碳化物的析出，保證滲碳層的碳組分不會(huì)析出，保證滲碳層的高碳量，并且經(jīng)本發(fā)明高 溫回火后，消除滲碳層的殘余奧氏體與網(wǎng)狀碳化物，獲得索氏體+均勻的針狀碳化物的組 織，為后序的淬火加低溫回火做好準(zhǔn)備。 (3)由于上述高碳勢(shì)及高溫回火的共同作用，滲碳層含碳量高，經(jīng)低溫回火后凸輪 工件的金相組織為針狀碳化物+隱針馬氏體+少量殘余奧氏體，表面獲得62 65HRC的硬 度，與現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的凸輪工件58 62HRC的表面硬度相比，本發(fā)明凸輪工件的表面硬度 大大提高，耐磨性也大大提高。 (4)本發(fā)明硫、氧化合處理步驟使得凸輪工件表面形成一層5 8 ii m的硫化物一 氧化物層，這些硫化物、氧化物呈疏松的多孔狀，可起到儲(chǔ)油的作用，使凸輪工件達(dá)到有效 潤(rùn)滑，并且這些硫化物、氧化物的晶格呈層狀結(jié)構(gòu)，可以減小凸輪工件表面的摩擦系數(shù)。
具體實(shí)施方式

實(shí)施例一 材料為20CRMnTi的具有高硬度高耐磨性的大型柴油機(jī)凸輪工件的生產(chǎn)工藝，該 工藝包括毛胚鍛造、退火、粗加工、滲碳加高溫回火、半精加工、淬火加低溫回火以、精加工 步驟、除油步驟和硫、氧化合處理步驟，其中，所述滲碳加高溫回火具體步驟如下
(1)當(dāng)爐溫達(dá)到90(TC時(shí)開(kāi)爐，將凸輪工件放入爐中，在開(kāi)爐和放凸輪工件入爐過(guò) 程中爐內(nèi)溫度下降，將凸輪工件入爐后要重新升高爐溫，當(dāng)爐溫重新升到75(TC時(shí)開(kāi)始向爐 內(nèi)持續(xù)滴甲醇，當(dāng)爐溫繼續(xù)上升至85(TC時(shí)在保持滴甲醛的同時(shí)開(kāi)始持續(xù)滴入異丙醇以提 升爐內(nèi)的碳勢(shì)，當(dāng)爐溫升到930°C的滲碳溫度時(shí)，通過(guò)氧探頭控制甲醛和異丙醇的滴量，其 中，甲醇的滴入量為排氣階段時(shí)15ml/min，強(qiáng)滲時(shí)2ml/min，擴(kuò)散時(shí)5ml/min ;異丙醇的滴入 量為強(qiáng)滲時(shí)16ml/min，擴(kuò)散時(shí)2ml/min保持碳勢(shì)為1. 40%，保持爐壓7mL水柱開(kāi)始強(qiáng)滲與 擴(kuò)散，滲碳過(guò)程持續(xù)約20小時(shí)。上述的排氣過(guò)程是使?fàn)t內(nèi)空氣排出，利于提升爐內(nèi)的碳勢(shì)； 強(qiáng)滲和擴(kuò)散過(guò)程是提高凸輪工件表面滲碳層的含碳量，并且使得滲碳層均勻，達(dá)到所需的 滲碳深度。經(jīng)上述強(qiáng)滲與擴(kuò)散后的凸輪工件最終表面滲碳層的含碳量達(dá)到1.30%，滲碳深度達(dá)到2. 45mm，高含碳量有利于凸輪工件在后序工藝中形成針狀碳化物。 (2)凸輪工件滲碳完成后，為了防止?jié)B碳層內(nèi)網(wǎng)狀碳化物的析出，降低爐溫至
90(TC，然后保溫40分鐘后進(jìn)行淬油，快速冷卻凸輪工件，將冷卻后的凸輪工件放入630°C
的爐溫內(nèi)進(jìn)行高溫回火，高溫回火的回火時(shí)間為3小時(shí)。通過(guò)淬油快速冷卻凸輪工件，不但
可以防止網(wǎng)狀碳化物析出，而且保證滲碳層的碳化物均勻析出，保證滲碳層的高含碳量，為
后續(xù)工藝中形成含有針狀碳化物的高硬度組織打好基礎(chǔ)。 所述淬火加低溫回火具體步驟如下 將半精加工后的凸輪工件放入80(TC的爐內(nèi)保溫45分鐘，立即放入質(zhì)量百分含量 為10%的NaCL溶液中淬火，然后將淬火后的凸輪工件放入195t:的回火爐內(nèi)回火兩次，回 火時(shí)間為每次4小時(shí)。低溫回火后凸輪工件的金相組織為針狀碳化物+隱針馬氏體+少量 殘余奧氏體，表面獲得62 65HRC的硬度，這種含有高硬度組織針狀碳化物的滲碳層為凸 輪工件的耐磨性提供了保證。 除油步驟為將精加工后的凸輪工件放入沸騰的除油劑中除油，除油劑為NaOH、
NaC03和H20三者的混合物，各組分質(zhì)量比NaOH : NaC03 : H20為55 : 80 : 950。 所述硫、氧化合處理步驟的具體步驟為將除油后的凸輪工件放入離子設(shè)備中，抽
真空至離子設(shè)備內(nèi)的壓力降至200Pa，然后隨爐升溫，設(shè)備內(nèi)的溫度升至195°C時(shí)通入H2S
和02的混合氣體，H^和02氣體的體積比為3. 0 3. 2 : 0. 8 1. O，保持850 1000V的
電壓電離氣體，氣體流量控制在1. 4L/min進(jìn)行離子化，保溫2. 5小時(shí)，爐冷后出爐。 硫、氧化合處理使得凸輪工件表面形成一層8 ii m的硫化物一氧化物層，其中氧化
物為硫化亞鐵(FeS)和氧化亞鐵(FeO)，硫化物一氧化物層的濃度呈梯度自外向內(nèi)逐漸降
低。這些硫化物、氧化物呈疏松的多孔狀，可起到儲(chǔ)油的作用，使凸輪工件達(dá)到有效潤(rùn)滑，并
且這些硫化物、氧化物的晶格呈層狀結(jié)構(gòu)，可以減小凸輪工件表面的摩擦系數(shù)。 本實(shí)施例在93(TC滲碳，一直采用1.40%的碳勢(shì)滲碳，最終使表面含碳量達(dá)到
1. 30%，滲碳深度達(dá)到要求降溫到90(TC快速冷卻，63(TC高溫回火，得到含有大量針狀碳化
物的金相組織。本發(fā)明滲碳過(guò)程一直采用高碳勢(shì)，滲碳速度快，碳層碳含量高，在淬硬，回火
后的凸輪工件表面硬度達(dá)62 64HRC，并且可形成一層硫化物一氧化物層，可起到儲(chǔ)油的
作用，使凸輪工件達(dá)到有效潤(rùn)滑。 實(shí)施例二 材料為20CRMnTi的具有高硬度高耐磨性的大型柴油機(jī)凸輪工件的生產(chǎn)工藝，該 工藝包括毛胚鍛造、退火、粗加工、滲碳加高溫回火、半精加工、淬火加低溫回火以、精加工 步驟、除油步驟和硫、氧化合處理步驟，其中，所述滲碳加高溫回火具體步驟如下
(1)當(dāng)爐溫達(dá)到89(TC時(shí)開(kāi)爐，將凸輪工件放入爐中，在開(kāi)爐和放凸輪工件入爐過(guò) 程中爐內(nèi)溫度下降，將凸輪工件入爐后要重新升高爐溫，當(dāng)爐溫重新升到74(TC時(shí)向爐內(nèi)持 續(xù)滴甲醇，當(dāng)爐溫繼續(xù)上升至84(TC時(shí)在保持滴甲醛的同時(shí)開(kāi)始持續(xù)滴入異丙醇以提升爐 內(nèi)的碳勢(shì)，當(dāng)爐溫升到920°C的滲碳溫度時(shí)，通過(guò)氧探頭控制甲醛和異丙醇的滴量，其中，甲 醇的滴入量為排氣階段時(shí)16ml/min，強(qiáng)滲時(shí)3ml/min，擴(kuò)散時(shí)6ml/min ;異丙醇的滴入量為 強(qiáng)滲時(shí)16ml/min，擴(kuò)散時(shí)3ml/min保持碳勢(shì)為1. 38 % % ，保持爐壓8mL水柱開(kāi)始強(qiáng)滲與擴(kuò) 散，滲碳過(guò)程持續(xù)約22小時(shí)。滲碳后凸輪工件最終表面滲碳層的含碳量達(dá)到1. 30%，滲碳 深度達(dá)到2. 50mm。
(2)凸輪工件滲碳完成后，為了防止?jié)B碳層內(nèi)網(wǎng)狀碳化物的析出，降低爐溫至 89(TC，然后保溫45分鐘后進(jìn)行淬油，快速冷卻凸輪工件，將冷卻后的凸輪工件放入610°C 的爐溫內(nèi)進(jìn)行高溫回火，高溫回火的回火時(shí)間為4小時(shí)。
所述淬火加低溫回火具體步驟如下 將半精加工后的凸輪工件放入79(TC的爐內(nèi)保溫50分鐘，立即放入質(zhì)量百分含量 為10%的NaCL溶液中淬火，然后將淬火后的凸輪工件放入20(TC的回火爐內(nèi)回火兩次，回 火時(shí)間為每次4小時(shí)。 除油步驟為將精加工后的凸輪工件放入沸騰的除油劑中除油，除油劑為NaOH、 NaC03和H20三者的混合物，各組分質(zhì)量比NaOH : NaC03 : H20為50 : 85 : 1000。
所述硫、氧化合處理步驟的具體步驟為將除油后的凸輪工件放入離子設(shè)備中，抽 真空至離子設(shè)備內(nèi)的壓力降至350Pa，然后隨爐升溫，設(shè)備內(nèi)的溫度升至190°C時(shí)通入H2S 和02的混合氣體，H2S和02氣體的體積比為3. 2 : 1. O，保持1000V的電壓電離氣體，氣體 流量控制在1. 5L/min進(jìn)行離子化，保溫3小時(shí)，爐冷后出爐。
硫、氧化合處理后，凸輪工件表面形成一層5 ii m的硫化物一氧化物層。
實(shí)施例三 材料為20CRMnTi的具有高硬度高耐磨性的大型柴油機(jī)凸輪工件的生產(chǎn)工藝，該 工藝包括毛胚鍛造、退火、粗加工、滲碳加高溫回火、半精加工、淬火加低溫回火以、精加工 步驟、除油步驟和硫、氧化合處理步驟，其中，所述滲碳加高溫回火具體步驟如下
(1)當(dāng)爐溫達(dá)到91(TC時(shí)開(kāi)爐，將凸輪工件放入爐中，在開(kāi)爐和放凸輪工件入爐過(guò) 程中爐內(nèi)溫度下降，將凸輪工件入爐后要重新升高爐溫，當(dāng)爐溫重新升到76(TC時(shí)向爐內(nèi)持 續(xù)滴甲醇，當(dāng)爐溫繼續(xù)上升至86(TC時(shí)在保持滴甲醛的同時(shí)開(kāi)始持續(xù)滴入異丙醇以提升爐 內(nèi)的碳勢(shì)，當(dāng)爐溫升到940°C的滲碳溫度時(shí)，通過(guò)氧探頭控制甲醛和異丙醇的滴量，其中，甲 醇的滴入量為排氣階段時(shí)15ml/min，強(qiáng)滲時(shí)2ml/min，擴(kuò)散時(shí)4ml/min ;異丙醇的滴入量為 強(qiáng)滲時(shí)15ml/min，擴(kuò)散時(shí)2ml/min保持碳勢(shì)為1. 38% %，保持爐壓6mL水柱開(kāi)始強(qiáng)滲與擴(kuò) 散，滲碳過(guò)程持續(xù)約20小時(shí)。滲碳后凸輪工件最終表面滲碳層的含碳量達(dá)到1. 28%%，滲 碳深度達(dá)到2. 45mm。 (2)凸輪工件滲碳完成后，為了防止?jié)B碳層內(nèi)網(wǎng)狀碳化物的析出，降低爐溫至 91(TC，然后保溫30分鐘后進(jìn)行淬油，快速冷卻凸輪工件，將冷卻后的凸輪工件放入650°C 的爐溫內(nèi)進(jìn)行高溫回火，高溫回火的回火時(shí)間為2小時(shí)。
所述淬火加低溫回火具體步驟如下 將半精加工后的凸輪工件放入81(TC的爐內(nèi)保溫40分鐘，立即放入質(zhì)量百分含量 為8%的NaCL溶液中淬火，然后將淬火后的凸輪工件放入190°C的回火爐內(nèi)回火兩次，回火 時(shí)間為每次4小時(shí)。 除油步驟為將精加工后的凸輪工件放入沸騰的除油劑中除油，除油劑為NaOH、 NaC03和H20三者的混合物，各組分質(zhì)量比NaOH : NaC03 : H20為60 : 85 : 1000。
所述硫、氧化合處理步驟的具體步驟為將除油后的凸輪工件放入離子設(shè)備中，抽 真空至離子設(shè)備內(nèi)的壓力降至100Pa，然后隨爐升溫，設(shè)備內(nèi)的溫度升至200°C時(shí)通入H2S 和02的混合氣體，H2S和02氣體的體積比為3. 0 : 0. 8，保持850V的電壓電離氣體，氣體流 量控制在1. 2/min進(jìn)行離子化，保溫2小時(shí)，爐冷后出爐。
硫、氧化合處理后，凸輪工件表面形成一層6 m的硫化物一氧化物層。
權(quán)利要求
具有高硬度高耐磨性的大型柴油機(jī)凸輪工件的生產(chǎn)工藝，該工藝包括毛胚鍛造、退火、粗加工、滲碳加高溫回火、半精加工、淬火加低溫回火以及精加工步驟，其特征在于所述滲碳加高溫回火具體步驟如下(1)當(dāng)爐溫達(dá)到890～910℃時(shí)開(kāi)爐，將凸輪工件放入爐中，當(dāng)爐溫重新升到740～760℃時(shí)向爐內(nèi)持續(xù)滴甲醇，當(dāng)爐溫繼續(xù)上升至840～860℃時(shí)在保持滴甲醛的同時(shí)開(kāi)始持續(xù)滴入異丙醇以提升爐內(nèi)的碳勢(shì)，當(dāng)爐溫升到920～940℃的滲碳溫度時(shí)，保持碳勢(shì)為1.38％～1.40％，保持爐壓6～8mL水柱開(kāi)始強(qiáng)滲與擴(kuò)散，滲碳過(guò)程持續(xù)約20～22小時(shí)；(2)凸輪工件滲碳完成后，降低爐溫至890～910℃，然后保溫30～45分鐘后進(jìn)行淬油，快速冷卻凸輪工件，將冷卻后的凸輪工件放入610～650℃的爐溫內(nèi)進(jìn)行高溫回火，高溫回火的回火時(shí)間為2～4小時(shí)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高硬度高耐磨性的大型柴油機(jī)凸輪工件的生產(chǎn)工藝，其 特征在于所述淬火加低溫回火具體步驟如下將半精加工后的凸輪工件放入790 810°C的爐內(nèi)保溫40 50分鐘，立即放入質(zhì)量百 分含量為8 10X的NaCL溶液中淬火，然后將淬火后的凸輪工件放入190 20(TC的回火 爐內(nèi)回火兩次，回火時(shí)間為每次4小時(shí)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有高硬度高耐磨性的大型柴油機(jī)凸輪工件的生產(chǎn)工藝，其 特征在于所述NaCL溶液的質(zhì)量百分含量為10%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的具有高硬度高耐磨性的大型柴油機(jī)凸輪工件的生 產(chǎn)工藝，其特征在于該工藝還包括除油步驟，將精加工后的凸輪工件放入沸騰的除油劑中 除油。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有高硬度高耐磨性的大型柴油機(jī)凸輪工件的生產(chǎn) 工藝，其特征在于所述除油劑為NaOH、 NaC03和H20三者的混合物，各組分質(zhì)量比 NaOH : NaC03 : H20為50 60 : 80 85 : 950 1000。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有高硬度高耐磨性的大型柴油機(jī)凸輪工件的生產(chǎn)工藝，其 特征在于所述NaOH : NaC03 : H20的質(zhì)量比為60 : 80 : 1000。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有高硬度高耐磨性的大型柴油機(jī)凸輪工件的生產(chǎn)工藝，其 特征在于該工藝還包括硫、氧化合處理步驟，將除油后的凸輪工件放入離子設(shè)備中，抽真 空至離子設(shè)備內(nèi)的壓力降至100 350Pa，然后隨爐升溫，設(shè)備內(nèi)的溫度升至190 200°C 時(shí)通入H2S和02的混合氣體，保持850 1000V的電壓電離氣體，氣體流量控制在1. 2 1. 5L/min進(jìn)行離子化，保溫2 3小時(shí)，爐冷后出爐。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有高硬度高耐磨性的大型柴油機(jī)凸輪工件的生產(chǎn)工藝，其 特征在于所述H2S和02氣體的體積比為3. 0 3. 2 : 0. 8 1. 0。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有高硬度高耐磨性的大型柴油機(jī)凸輪工件的生產(chǎn)工藝，其 特征在于所述H2S和02氣體的體積比為3:1。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種具有高硬度高耐磨性的大型柴油機(jī)凸輪工件的生產(chǎn)工藝，該工藝包括毛胚鍛造、退火、粗加工、滲碳加高溫回火、半精加工、淬火加低溫回火以及精加工步驟，所述滲碳加高溫回火步驟中，凸輪工件滲碳完成后，降低爐溫至890～910℃，然后保溫30～45分鐘后進(jìn)行淬油，快速冷卻凸輪工件，將冷卻后的凸輪工件放入610～650℃的爐溫內(nèi)進(jìn)行高溫回火，高溫回火的回火時(shí)間為2～4小時(shí)。采用本發(fā)明的生產(chǎn)工藝制造的凸輪工件表面硬度大大提高，耐磨性也大大提高。本發(fā)明的生產(chǎn)工藝還可以進(jìn)一步包括硫、氧化合處理步驟，提高凸輪工件的潤(rùn)滑性，降低凸輪工件表面的摩擦系數(shù)。
文檔編號(hào)C21D1/18GK101775571SQ201010106800
公開(kāi)日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2010年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月3日
發(fā)明者區(qū)金銓, 張征義 申請(qǐng)人:廣州柴油機(jī)廠