适用于发动机气缸套的深层离子渗氮工艺

摘要

本发明公开了一种适用于发动机气缸套的深层离子渗氮工艺，包括清洗工序、装炉工序、离子渗氮工序、出炉工序，装炉工序是在阴极盘上用导体柱支起一底支撑盘，气缸套均匀放置在底支撑盘上，在气缸套上部盖有顶板，顶板上和底支撑盘上对应气缸套的位置均开有通孔；离子渗氮工序是当炉内真空度达到50Pa以下时，电压设定在650V开始打弧，然后依次调大电压和占空比，在电压调到700V、打弧频度变弱后，向炉内通入氨气，当弧光基本消失、辉光稳定、电流不再增加时，将炉内电压调到750V，并在520℃保温15h，540℃保温25h，氨气流量为0.5-0.8L/min，真空度为500-800Pa，降温时使气缸套在辉光状态下缓慢降温，当温度降至300℃以下后，停炉停气冷却。本发明的离子渗氮工艺渗氮速度快、渗层深、能够满足发动机气缸套技术要求。

主权项

一种适用于发动机气缸套的深层离子渗氮工艺，包括以38CrMoAlA为气缸套材质、脉冲电源辉光离子氮化炉为离子渗氮设备、以液氨为氮离子气源的离子渗氮工艺，气缸套在氮化处理前调质处理，调质处理的回火温度为560‑580℃，气缸套在氮化处理前的机械性能为σb≥883 N/mm2、σs≥736 N/mm2、δ5≥10%、ψ≥45%、ΑΚ≥78 J、HB =262～302 、dB=3.5～3.75，其特征在于：所述离子渗氮工艺包括清洗工序、装炉工序、离子渗氮工序、出炉工序，所述清洗工序是首先将气缸套上的毛刺、锈迹用机械方法清理干净，然后将气缸套在第一道清洗剂槽内浸泡2min～4min，晾干，再进入第二道清洗剂槽内进行第二次清洗，再用清水漂洗干净并立即风干或烘干；所述装炉工序是将清洗好的气缸套放置在脉冲电源辉光离子氮化炉的阴极盘上，放置过程中首先在阴极盘上用导体柱（8）均衡支起一底支撑盘（1），气缸套均匀放置在底支撑盘（1）上，在气缸套上部盖有顶板（2），顶板（2）上和底支撑盘（1）上对应气缸套的位置均开有通孔；所述离子渗氮工序包括抽真空、打弧、升温、保温阶段，当脉冲电源辉光离子氮化炉内真空度达到50Pa以下时，将设备电压设定在650V，调节占空比、点燃辉光开始打弧，打弧初期电流表指示值应接近零位，当打弧频率减弱时，继续调大占空比，如此反复，直到占空比为70%、打弧频度再变弱后，将占空比调节为零并将电压调到700V，然后再逐渐调大占空比继续打弧；当占空比再到70%并且打弧频度变弱后，向脉冲电源辉光离子氮化炉内通入氨气，继续打弧，此时炉内温度开始升高；所述升温，是在上述打弧过程中，弧光基本消失、辉光稳定、电流不再增加时，加大炉内氨气的通入量，通过调整占空比、电阻档位，使氮化炉继续升温，并将炉内电压调到750V，直到炉内温度达到520℃，开始进入保温阶段；保温阶段是在520℃保温15h，然后升温到540℃保温25h，保温过程中氨气流量控制在0.5‑0.8L/min，真空度控制在500‑800Pa，达到保温时间后，减小氨气流量，调低电压、调小占空比继续维持辉光，使气缸套在辉光状态下缓慢降温，当温度降至300℃以下后，停炉停气冷却，当气缸套实际温度降至150℃以下即可出炉。