一種簡化液壓柱塞生產流程的離子滲氮工藝的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種簡化液壓柱塞生產流程的離子滲氮工藝，包括以下步驟：對原始態鋼進行調質處理；將調質態鋼切割加工成液壓柱塞試樣；將試樣進行打磨處理，在無水乙醇中進行超聲清洗、烘干；將試樣放入離子氮化爐內，抽真空至18Pa以下，通入氫氣濺射30min，爐內壓力保持400Pa；將爐溫升高到400～490℃，通入氮氣，進行離子滲氮表面處理，保溫時間為4～8h；試樣隨爐冷卻至室溫。本發明的有益效果是：(1)采用低溫離子滲氮處理后38CrMoAl液壓柱塞表面基本不形成脆性白亮層；(2)低溫離子滲氮處理使38CrMoAl液壓柱塞可省去磨削加工工序，從而使生產流程簡化，生產效率提高，制造成本降低。
【專利說明】
一種簡化液壓柱塞生產流程的離子滲氮工藝
技術領域
[0001]本發明涉及一種簡化液壓柱塞生產流程的離子滲氮工藝。
【背景技術】
[0002]38CrMoAl鋼是液壓柱塞常用材料，由于液壓柱塞需在高載荷，高沖擊力的條件下工作，則要求其具有較高的硬度，良好的耐磨、耐沖擊性能及抗疲勞強度。對柱塞進行離子滲氮處理后，可在其表層形成一層氮化層，使其綜合力學性能提高，從而提高柱塞的服役性能，延長使用壽命。
[0003]然而，在工程應用和生產中發現，采用常規離子滲氮處理后柱塞最表層所形成的白亮層具有較大脆性。在后期加工和使用過程中，白亮層容易出現裂紋或脫落，從而對整個液壓系統的正常運行帶來不利影響。目前采取的應對措施主要是:在離子滲氮后補充磨削加工，去除白亮層。由于白亮層硬度高且脆性較大，磨削加工過程易產生磨削裂紋，導致產品失效。同時，增加的磨削工序使柱塞生產工藝流程復雜，降低生產效率，增加生產成本。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題是:基于上述問題，本發明提供一種簡化液壓柱塞生產流程的離子滲氮工藝。
[0005]本發明解決其技術問題所采用的一個技術方案是:一種簡化液壓柱塞生產流程的離子滲氮工藝，包括以下步驟:
[0006](I)對原始態鋼進行調質處理；
[0007](2)將調質態鋼切割加工成液壓柱塞試樣；
[0008](3)將試樣進行打磨處理，在無水乙醇中進行超聲清洗、烘干；
[0009](4)將試樣放入離子氮化爐內，抽真空至18Pa以下，通入氫氣濺射30min，爐內壓力保持400Pa;將爐溫升高到400?490°C，通入氮氣，進行離子滲氮表面處理，保溫時間為4?8h；
[0010](5)滲氮結束后，試樣隨爐冷卻至室溫。
[0011 ] 進一步地，步驟(I)中原始態鋼材質為38CrMoAl，調質處理為先升溫至850°C保溫8min水冷至室溫，再升溫至560 °C保溫30min水冷至室溫。
[0012]進一步地，步驟(3)中打磨處理為將試樣用240#?2000#的SiC砂紙磨平，再用Cr2O拋光粉拋光至鏡面。
[0013]進一步地，步驟(4)中離子滲氮表面處理采用氫氣和氮氣混合氣體，氮氣與氫氣的流量比為1:3，爐內壓力400卩&。
[0014]本發明的有益效果是:(I)采用低溫離子滲氮處理后38CrMoAl液壓柱塞表面基本不形成脆性白亮層；(2)低溫離子滲氮處理使38CrMoAl液壓柱塞可省去磨削加工工序，從而使生產工藝流程簡化，生產效率提高，制造成本降低。
【附圖說明】
[0015]下面結合附圖對本發明進一步說明。
[0016]圖1是實施例1得到的滲層顯微組織圖；
[0017]圖2是實施例2得到的滲層顯微組織圖；
[0018]圖3是實施例3得到的滲層顯微組織圖。
【具體實施方式】
[0019]現在結合具體實施例對本發明作進一步說明，以下實施例旨在說明本發明而不是對本發明的進一步限定。
[0020]實施例1
[0021](I)對原始態的38CrMoAl鋼進行調質處理，先升溫至850°C保溫8min水冷至室溫，再升溫至560°C保溫30min水冷至室溫，然后加工切割成液壓柱塞試樣。
[0022](2)將調質處理后的38CrMoAl液壓柱塞試樣表面依次用240#?2000#的SiC砂紙磨平，再用Cr2O拋光粉拋光至鏡面。
[0023](3)用無水乙醇對38CrMoAl液壓柱塞試樣進行超聲波清洗，去除試樣表面油污和雜質，干燥后待用。
[0024](4)將38CrMoAl液壓柱塞試樣放入LD-8CL型直流等離子體氮化爐內，抽真空使氣壓達到18Pa以下，通入氫氣，氫氣濺射30min，爐內壓力保持400Pa ；升溫至490°C，通入氮氣，調節氮氣和氫氣比例為1:3，爐內壓力400Pa，保溫4小時。
[0025](5)試樣隨爐冷卻至室溫。
[0026]實施例2
[0027](I)對原始態的38CrMoAl鋼進行調質處理，先升溫至850°C保溫8min水冷至室溫，再升溫至560°C保溫30min水冷至室溫，然后加工切割成液壓柱塞試樣。
[0028](2)將調質處理后的38CrMoAl液壓柱塞試樣表面依次用240#?2000#的SiC砂紙磨平，再用Cr2O拋光粉拋光至鏡面。
[0029](3)用無水乙醇對38CrMoAl液壓柱塞試樣進行超聲波清洗，去除試樣表面油污和雜質，干燥后待用。
[0030](4)將38CrMoAl液壓柱塞試樣放入LD-8CL型直流等離子體氮化爐內，抽真空使氣壓達到18Pa以下，通入氫氣，氫氣濺射30min，爐內壓力保持400Pa ；升溫至450°C，通入氮氣，調節氮氣和氫氣比例為1:3，爐內壓力400Pa，保溫4小時。
[0031](5)試樣隨爐冷卻至室溫。
[0032]實施例3
[0033](I)對原始態的38CrMoAl鋼進行調質處理，先升溫至850°C保溫8min水冷至室溫，再升溫至560°C保溫30min水冷至室溫，然后加工切割成液壓柱塞試樣。
[0034](2)將調質處理后的38CrMoAl液壓柱塞試樣表面依次用240#?2000#的SiC砂紙磨平，再用Cr2O拋光粉拋光至鏡面。
[0035](3)用無水乙醇對38CrMoAl液壓柱塞試樣進行超聲波清洗，去除試樣表面油污和雜質，干燥后待用。
[0036](4)將38CrMoAl液壓柱塞試樣放入LD-8CL型直流等離子體氮化爐內，抽真空使氣壓達到18Pa以下，通入氫氣，氫氣濺射30min，爐內壓力保持400Pa ；升溫至400°C，通入氮氣，調節氮氣和氫氣比例為1:3，爐內壓力400Pa，保溫4小時。
[0037](5)試樣隨爐冷卻至室溫。
[0038]圖1為實施例1的截面顯微組織，在該條件下離子滲氮獲得連續白亮層約為Ium厚；圖2為實施例2的截面顯微組織，在該條件下離子滲氮無白亮層；圖3為實施例3的截面顯微組織，在該條件下離子滲氮無白亮層。對比發現，相同保溫時間下，較低溫度離子滲氮獲得的白亮層厚底明顯降低甚至消失。因此，采用低于500°C進行離子滲氮，可以獲得少無白亮層的改性滲層。
[0039]以上述依據本發明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據權利要求范圍來確定其技術性范圍。
【主權項】
1.一種簡化液壓柱塞生產流程的離子滲氮工藝，其特征是:包括以下步驟: (1)對原始態鋼進行調質處理； (2)將調質態鋼切割加工成液壓柱塞試樣； (3)將試樣進行打磨處理，在無水乙醇中進行超聲清洗、烘干； (4)將試樣放入離子氮化爐內，抽真空至ISPa以下，通入氫氣濺射30min，爐內壓力保持400Pa;將爐溫升高到400?490°C，通入氮氣，進行離子滲氮表面處理，保溫時間為4?8h; (5)滲氮結束后，試樣隨爐冷卻至室溫。2.根據權利要求1所述的一種簡化液壓柱塞生產流程的離子滲氮工藝，其特征是:所述的步驟(I)中原始態鋼材質為38CrMoAl，調質處理為先升溫至850°C保溫8min水冷至室溫，再升溫至560 °C保溫30min水冷至室溫。3.根據權利要求1所述的一種簡化液壓柱塞生產流程的離子滲氮工藝，其特征是:所述的步驟(3)中打磨處理為將試樣用240#?2000#的SiC砂紙磨平，再用Cr2O拋光粉拋光至鏡面。4.根據權利要求1所述的一種簡化液壓柱塞生產流程的離子滲氮工藝，其特征是:所述的步驟(4)中離子滲氮表面處理采用氫氣和氮氣混合氣體，氮氣與氫氣的流量比為1:3，爐內壓力400Pa。
【文檔編號】C23C8/38GK105821370SQ201610188185
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月29日
【發明人】胡靜, 陳堯, 葉雪梅, 宋磊, 張宸愷
【申請人】常州大學