變形量小。滲層深度與滲入速度增加，在相同的溫度和時間條件下，碳氮共滲層的深度遠大于滲碳層的深度。即在相同的溫度條件下，碳氮共滲的速度遠遠大于滲碳的速度，縮短了熱處理的用工時間。碳氮共滲的滲層雖較普通工藝的滲碳層較為薄一些，但在0.3mm-0.5mm的范圍之內，能滿足高壓共軌閥套的使用要求。
[0032]步驟三、淬火處理:將碳氮共滲后的高壓共軌的閥套隨爐降溫至840±5°C時放入淬火油中冷卻，淬火油油溫60°C，冷卻時間為20分鐘。降低了滲層的馬氏體相變溫度，致使淬火后殘余奧氏體較多，硬度有所下降。因此，在淬火后又增加了深冷處理，促進奧氏體的進一步轉變，使殘余奧氏體的保留率在3%以下，極大限度的提高了高壓共軌閥套尺寸和精度的熱穩定性。
[0033]步驟四、清洗和干燥:經淬火處理后的高壓共軌的閥套毛坯件先用3%的金屬清洗劑溶液浸泡10分鐘，再用3%亞硝酸鈉防銹水噴淋清洗5分鐘，瀝水5分鐘后出爐；
[0034]步驟五、冷凍處理:將清洗干凈的高壓共軌的閥套毛坯件立即裝入到深冷恒溫箱內進行深冷處理，設定溫度為_130°C，冷凍時間不低于60分鐘，取出后空冷至室溫；
[0035]步驟六、回火處理:將冷凍處理后的高壓共軌的閥套毛坯件放在回火爐內回火，回火溫度260± 10°C，回火時間150分鐘?180分鐘，將高壓共軌的毛坯件取出后空冷至室溫。
[0036]實施例一，優選的，在步驟一中保溫時間為160分鐘。
[0037]實施例二，優選的，在步驟二中氨氣輸入速度為4L/min，丙烷輸入速度為1L/min,甲醇輸入速度為20L/min。
[0038]實施例三，優選的步驟六中回火時間為165分鐘。
[0039]進一步地，所述的高壓共軌的閥套由GCrl5材質制作而成。
[0040]進一步地，如圖3、圖4所示，所述的工位器為頂部敞口的處理框，為保證碳氮共滲的均勻性將處理框的底部為平面，處理框底部及四周均為鏤空結構，所述的工位器由耐高溫的不銹鋼制成，高壓共軌的閥套平鋪散放在處理框內。
[0041]以上熱處理工序的各過程均在多用爐自動線上進行，通過電腦預定設置溫控和程序化自動操作，工藝參數均可從自動記錄儀中得到監控。
[0042]用滾珠軸承鋼(GCrl5)材質生產制造的高壓共軌閥套產品，根據設計要求表面硬度應達到HRC57?59，金相顯微組織為細針狀馬氏體(M) +細小碳化物(C)及少量殘余奧氏體(A’)。采用本發明熱處理工藝的技術方案后，實際控制的表面硬度即可控制在HRC57?59的范圍內，完全滿足了設計要求；經對金相組織的檢查，其馬氏體為細針狀、隱針狀+呈細小均勻分布的碳化物及極少量的殘余奧氏體。高壓共軌閥套表面的有效硬化層可控制在0.3mm?0.5mm (根據經驗分析，表面有效硬化層在低于0.3mm時，耐磨性數值的增加有限；而在表面有效硬化層高于0.5mm時，又有增加脆性的可能)。所以控制在該范圍內，其耐熱性、耐磨性、在高溫狀態下工作尺寸和幾何形狀的穩定性為最佳效果。還有，在通過“深冷處理”后再加上充分的“回火”處理，在500X的顯微鏡下查看金相組織，其殘余奧氏體基本達到了最少的程度。所以，能獲得提高耐磨性和抗疲勞強度的有益結果。
[0043]上述實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行的描述，并非對本發明的范圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域相關技術人員對本發明的各種變形和改進，均應擴入本發明權利要求書所確定的保護范圍內。
【主權項】
1.一種高壓共軌的閥套碳氮共滲熱處理工藝，其特征在于包括以下步驟: 步驟一、去應力退火:將高壓共軌的閥套的毛坯件用工位器裝填在箱式爐中，隨爐加熱至550±10°C，保溫150分鐘?180分鐘，出爐后空冷至室溫； 步驟二、碳氮共滲:將經步驟一處理后的高壓共軌的閥套毛坯件放入箱式氣體滲碳氮化爐中；所用氣體包括丙烷、氨氣和甲醇，碳勢選擇0.85%，共滲溫度為860±5°C，共滲時間90分鐘； 步驟三、淬火處理:將碳氮共滲后的高壓共軌的閥套隨爐降溫至840±5°C時放入淬火油中冷卻，淬火油油溫60°C，冷卻時間為20分鐘； 步驟四、清洗和干燥:經淬火處理后的高壓共軌的閥套毛坯件先用3%的金屬清洗劑溶液浸泡10分鐘，金屬清洗劑溶液溫度70± 10°C，再用3%亞硝酸鈉防銹水噴淋清洗5分鐘，亞硝酸鈉防銹水溫度為70± 10°C，瀝水5分鐘后出爐，空冷5-10分鐘； 步驟五、冷凍處理:將清洗干凈的高壓共軌的閥套毛坯件立即裝入到深冷恒溫箱內進行深冷處理，設定溫度為_130°C，冷凍時間不低于60分鐘，取出后空冷至室溫； 步驟六、回火處理:將冷凍處理后的高壓共軌的閥套毛坯件放在回火爐內回火，回火溫度260±10°C，回火時間150分鐘?180分鐘，將高壓共軌的毛坯件取出后空冷至室溫。2.根據權利要求1所述的一種高壓共軌的閥套碳氮共滲熱處理工藝，其特征在于:步驟一中保溫時間為160分鐘。3.根據權利要求1所述的一種高壓共軌的閥套碳氮共滲熱處理工藝，其特征在于:步驟二中氨氣輸入速度為4L/min，丙烷輸入速度為10L/min，甲醇輸入速度為20L/min。4.根據權利要求1所述的一種高壓共軌的閥套碳氮共滲熱處理工藝，其特征在于:步驟六中回火時間為165分鐘。5.根據權利要求1所述的一種高壓共軌的閥套碳氮共滲熱處理工藝，其特征在于:所述的高壓共軌的閥套由GCrl5材質制作而成。6.根據權利要求1所述的一種高壓共軌的閥套碳氮共滲熱處理工藝，其特征在于:所述的工位器為頂部敞口的處理框，處理框的底部為平面，處理框底部及四周均為鏤空結構，所述的工位器由耐高溫的不銹鋼制成。7.根據權利要求6所述的一種高壓共軌的閥套碳氮共滲熱處理工藝，其特征在于:高壓共軌的閥套平鋪散放在處理框內。
【專利摘要】一種高壓共軌的閥套碳氮共滲熱處理工藝，主要解決了現有閥套耐磨性不足、尺寸精度不高，以及壽命低的問題。工藝步驟包括一、去應力退火，二、碳氮共滲，三、淬火處理，四、清洗和干燥，五、冷凍處理，六、回火處理。增強了閥套的耐磨性，提高了閥套的尺寸精度，延長了閥套的使用壽命。
【IPC分類】C23F17/00, C21D1/18, C21D1/30, C23C8/56, C21D9/00
【公開號】CN105154894
【申請號】CN201510632227
【發明人】謝成華, 武及峰, 李志民
【申請人】山東聊城德潤機電科技發展有限公司
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年9月29日