活塞销渗碳的感应退火处理工艺

1、工艺及设备  渗碳钢活塞销在渗碳后经淬火，低温回火处理。性能要求较高的活塞销采用二次淬火、回火处理，第一次淬火目的在于消除渗层中的网状渗碳体，并细化心部组织；第二次淬火时为了细化渗层组织并使渗层得到高硬度。合金元素含量较高的活塞销在渗碳淬火后要进行深冷处理，以减少渗层中的残留奥氏体量，特别是要求尺寸稳定的活塞销，更需要进行深冷处理以控制残留奥氏体量。汽车、拖拉机活塞销生产厂一般采用20Cr、20CrMo钢冷挤压成型和双面渗碳处理。渗碳层深度一般根据活塞销的壁厚来决定，目前有关标准中技术要求尚不够准确，应与渗碳工艺过程精确控制的技术水平相适应，进一步优化设计——材料——工艺三方面的组合，在保证零件服役性能的条件下降低成本，提高效率。活塞销经渗碳热处理后表面硬度58-64HRC，同一销上的硬度差不大于3HRC，心部硬度24-45HRC。表面显微组织为细状马氏体，允许有少量块状碳化物，不允许有粗块状或连续网状碳化物，碳化物1-4级合格。心部显微组织为板条状马氏体和铁素体，不得有大块铁素体。热处理后一般内孔不再进行磨削加工，应控制贫碳层小于0.03mm。

(1)渗碳工艺及设备，常采用井式渗碳炉滴注式气体渗碳剂一般采用没有和甲醇，吸热式气氛渗碳常采用吸热式气氛为载气，丙烷或甲烷为富化气。

(2)渗碳后热处理工艺及设备，渗碳后一般在带有水冷却套的冷却井中冷却，把甲醇送入冷却井中保护以避免脱碳。在小批量生产场合，重新加热淬火设备可采用盐浴炉。淬火冷却介质为PZ-2A快速淬火油，淬火硬度高（>58HRC）且均匀，无淬火软点。采用油浴炉回火，回火温度160-190摄氏度，回火时间3h。在大量生产场合，重新加热淬火设备采用网带式炉。

2、铬钢活塞销渗碳层的碳化物控制  铬钢活塞销渗碳时如控制不当，易在表层形成粗大碳化物块；当表层碳量超过共析成分时，渗碳后冷却速度和形成网状碳化物。粗大块状碳化物和网状碳化物消弱了渗层与金属基体的联系，易造成应力集中，使渗层变脆，应予以严格控制。目前碳势控制基本已普及，计算机在控制渗碳过程技术的应用也日臻完善，缺少碳势控制手段的生产厂为防止出现以上碳化物缺陷，应加速实现碳势孔氏，并全面优化渗碳工艺（如渗碳、扩散温度、炉气氛和时间控制，渗碳后的冷却控制等），以获得合适的表面含碳量和碳浓度分布、合适的碳层和心部显微组织，为渗碳后的热处理作好准备。

3、内孔渗碳硬对活塞销疲劳寿命的影响有较高的疲劳寿命，使用调查表明，双面渗碳不仅提高了活塞销疲劳寿命，还可以大量节约原材料，简化工艺过程，降低生产成本。因此，大量生产活塞销的工厂普遍采用双面渗碳淬硬工艺。只用某些生产批量小，又受到制造工艺限制的活塞销仍采用单面渗碳。

4、与渗碳后缓冷重新加热淬火工艺相比，该工艺的主要特点有：（1）由于稀土的微合金化作用，在渗层中形成弥撒分布的碳化物，使其周围基体的碳浓度较低，直接淬火后形成板条状或细针状马氏体，较高碳马氏体有更好的韧性，可能对疲劳寿命有所贡献。（2）活塞销内孔表面的脱碳和贫碳都会使其可靠性降低，重新加热淬火很容易引起内孔表面脱碳，而直接淬火可以有效地防止或减轻内孔表面的脱碳现象。