CN102168276A

CN102168276A - 汽车活塞环热处理工艺

Info

Publication number: CN102168276A
Application number: CN 201110084841
Authority: CN
Inventors: 陆卫倩
Original assignee: Shanghai Dianji University
Current assignee: Shanghai Dianji University
Priority date: 2011-04-06
Filing date: 2011-04-06
Publication date: 2011-08-31

Abstract

本发明公开了一种汽车活塞环热处理工艺，包括以下工序：S1，去除活塞环内壁氧化膜；S2，准备专用夹具；S3，将活塞环堆码至专用夹具；S4，活塞环连同夹具放入热处理炉内，进行热处理。通过在热处理前，增加一道去除活塞环内壁氧化膜的工序，可使活塞环内圆侧壁与外圆侧壁同时得到充分处理(渗氮、渗碳等)，改善活塞环的接触压力分布，避免了活塞环外圆侧壁单面渗氮、渗碳所造成的残余应力不平衡问题，从根本上解决了活塞环热处理后所造成的“缩口”和“漏光”二类畸变，保证了活塞环的精度，明显降低了活塞环热处理报废率。且该去除活塞环内壁氧化膜工序简单，不需要精密设备，一般工人即能进行操作，成本增加不多。

Description

汽车活塞环热处理工艺

技术领域

本发明属于汽车零件热处理技术领域，尤其是一种汽车活塞环热处理工艺。

背景技术

汽车活塞环是汽车发动机中的关键零件，同时又是易损件，我国每年制造的活塞环达数亿片之多。目前我国大多数活塞环生产厂家都采用6Cr13Mo和9Cr18Mo等高铬马氏体不锈钢进行渗氮处理的工艺制造活塞环。但采用高铬马氏体不锈钢渗氮一直有一个比较大的问题，即高铬马氏体不锈钢渗氮处理的畸变率比较高，这种畸变破坏了活塞环的曲线外型、改变了其原有的接触压力分布，使得活塞环的密封性大为降低，造成活塞环的报废率大大增加，严重影响了活塞环生产企业的经济效益。

经研究发现，活塞环畸变的形式有二种，一种是“缩口”，即经过渗氮处理后活塞环的自由开口尺寸变小；另一种是“漏光”，“漏光”是由于活塞环的曲线形状遭到破坏，当活塞环的内壁与气缸配合时会因贴合不紧密而存在间隙，这种间隙能使光穿入，故称“漏光”。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有汽车活塞环热处理工艺进行改进，解决活塞环畸变，提高生产精度。

本发明所采用的技术方案是：一种汽车活塞环热处理工艺，包括以下工序：S1，去除活塞环内壁氧化膜；S2，准备专用夹具；S3，将活塞环堆码至专用夹具；S4，活塞环连同夹具放入热处理炉内，进行热处理。

优选的，去除活塞环内壁氧化膜的方法是喷砂，采用粒度10目～100目的金刚砂或石英砂，以0.2MPa～1Mpa的空气压力，喷砂距离10厘米～20厘米，喷砂时间1分钟～30分钟；去除活塞环内壁氧化膜的方法是磨削，采用30目～300目的金刚石砂轮。工序S1完成活塞环内壁1毫米～5毫米厚度的去除。

本发明的优点是：通过在热处理前，增加一道去除活塞环内壁氧化膜的工序，可使活塞环内圆侧壁与外圆侧壁同时得到充分处理(渗氮、渗碳等)，改善活塞环的接触压力分布，避免了活塞环外圆侧壁单面渗氮、渗碳所造成的残余应力不平衡问题，从根本上解决了活塞环热处理后所造成的“缩口”和“漏光”二类畸变，保证了活塞环的精度，明显降低了活塞环热处理报废率。且该去除活塞环内壁氧化膜工序简单，不需要精密设备，一般工人即能进行操作，成本增加不多。

附图说明

图1为一种活塞环热处理工艺流程；

图2为一种热处理专用夹具的主视图，且活塞环套设在该夹具上；

图3为沿图2中A-A方向的剖视图。

具体实施方式

参见图1所示的一种活塞环热处理工艺，包括以下工序：

S1，去除活塞环内壁氧化膜。

通过该工序，去除活塞环内壁(内圆侧壁)的氧化膜，确保在后续渗氮、渗碳等热处理工艺中，靶材能够渗入活塞环的内圆侧壁，以保证活塞环的内外圆侧壁能够被均匀处理到，从而改善活塞环的接触压力分布，避免“缩口”和“漏光”二类畸变的发生。

具体而言，去除活塞环内壁氧化膜的方法可以是喷砂或者是磨削。以喷砂工艺为例，可采用粒度10目～100目的金刚砂或石英砂，以0.2MPa～1Mpa的空气压力，喷砂距离10厘米～20厘米，喷砂时间1分钟～30分钟，完成活塞环内壁1毫米～5毫米厚度的去除。以磨削工艺为例，可采用30目～300目的金刚石砂轮，完成活塞环内壁1毫米～5毫米厚度的去除。其中目用于表示能够通过筛网的粒子的粒径，多少目表示该筛网每平方英寸(25.4毫米)的面积内，有多少个网孔数。实验证明，采用上述工艺可确保活塞环内壁氧化膜的有效去除，且不会对活塞环的精度产生不利影响。

S2，准备专用夹具。

目前市面上有各种活塞环热处理专用夹具，然而本实施例要提出一种更为优化的专用夹具。参见图2、图3，在本实施例中，该专用夹具包括底盘2、竖立在底盘2表面的定位杆3，所述定位杆3的横截面呈T形，所述定位杆3由卡合部31以及限位部32组成。所述卡合部31的长度与活塞环1的自由开口长度匹配，卡合部31的宽度大于活塞环1的径向厚度，例如为活塞环1径向厚度的1.2～2倍。所述限位部32位于所述卡合部31靠近底盘2中心的一侧，且长度大于卡合部31的长度，例如为卡合部31长度的1.5～3倍。在本实施例中，卡合部31及限位部32的宽度方向均为沿底盘2的径向，长度方向与上述宽度方向及定位杆3的高度方向垂直。所述底盘2中部还开有通孔21，该通孔21可以为单个圆孔，通孔21的直径为活塞环1直径的0.5～0.8倍。该通孔21还可以为单个方孔，也可以为开有多个孔。

上述专用夹具上的卡合部31用于与活塞环1的自由开口卡合，可以确保活塞环1的自由开口在热处理工艺中尺寸稳定，不产生缩口。

S3，将活塞环堆码至专用夹具。

首先将第一个活塞环1放置在底盘2表面，活塞环1的自由开口与卡合部31配合，自由开口附近的活塞环1内壁与限位部32贴合；其次，将预定数量的活塞环1叠放至上述专用夹具，例如10～20个活塞环，这些活塞环1形成一个中空的筒状。

S4，活塞环连同夹具放入热处理炉内，进行热处理。

由于多个活塞环叠放形成一个中空的筒状，且底盘2中部开设有通孔21，使得热处理工序中的气氛能够流通，可以确保活塞环内外壁能够同时得到均匀处理，可以明显改善活塞环的接触压力分布，彻底解决“缩口”和“漏光”畸变。

上述专用夹具的可操作性强，制作简单、成本低且能重复使用；并且对操作者操作技能的依赖性也非常低，安装时只要将活塞环堆码在专用夹具的底盘上(自由开口部位对着定位杆)即可；另外不需要改变原来的热处理工序；因此对于加工精度要求比较高、批量比较大的活塞环不失为一个较理想的方法。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims

1.一种汽车活塞环热处理工艺，其特征在于包括以下工序：S1，去除活塞环内壁氧化膜；S2，准备专用夹具；S3，将活塞环堆码至专用夹具；S4，活塞环连同夹具放入热处理炉内，进行热处理。

2.如权利要求1所述的汽车活塞环热处理工艺，其特征在于：去除活塞环内壁氧化膜的方法是喷砂。

3.如权利要求2所述的汽车活塞环热处理工艺，其特征在于：所述喷砂采用粒度10目～100目的金刚砂或石英砂，以0.2MPa～1Mpa的空气压力，喷砂距离10厘米～20厘米，喷砂时间1分钟～30分钟。

4.如权利要求1所述的汽车活塞环热处理工艺，其特征在于：去除活塞环内壁氧化膜的方法是磨削。

5.如权利要求4所述的汽车活塞环热处理工艺，其特征在于：所述磨削采用30目～300目的金刚石砂轮。

6.如权利要求1所述的汽车活塞环热处理工艺，其特征在于：工序S1完成活塞环内壁1毫米～5毫米厚度的去除。

7.如权利要求1所述的汽车活塞环热处理工艺，其特征在于：所述专用夹具包括底盘以及竖立在底盘表面的定位杆；所述底盘中部开设有通孔；所述定位杆的横截面呈T形，所述定位杆由卡合部以及限位部组成，所述卡合部的长度与活塞环的自由开口长度匹配，卡合部的宽度大于活塞环的径向厚度，所述限位部位于所述卡合部靠近底盘中心的一侧，且长度大于卡合部的长度。