CN103589987A - 一种柱塞泵用传动轴的热处理工艺 - Google Patents

一种柱塞泵用传动轴的热处理工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN103589987A
CN103589987A CN201310656262.9A CN201310656262A CN103589987A CN 103589987 A CN103589987 A CN 103589987A CN 201310656262 A CN201310656262 A CN 201310656262A CN 103589987 A CN103589987 A CN 103589987A
Authority
CN
China
Prior art keywords
transmission shaft
treatment process
heat treatment
ram pump
basis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201310656262.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103589987B (zh
Inventor
赵宁
苏斌
张双红
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Long Gong (shanghai) Precision Hydraulic Co Ltd
Original Assignee
Long Gong (shanghai) Precision Hydraulic Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Long Gong (shanghai) Precision Hydraulic Co Ltd filed Critical Long Gong (shanghai) Precision Hydraulic Co Ltd
Priority to CN201310656262.9A priority Critical patent/CN103589987B/zh
Publication of CN103589987A publication Critical patent/CN103589987A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103589987B publication Critical patent/CN103589987B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

本发明提供了一种柱塞泵用传动轴的热处理工艺，其特征在于，具体步骤为：选用牌号为20CrMnTi的材料粗加工柱塞泵用传动轴工件，进行升温、保温、强渗、扩散、降温、保温、淬火和回火，精加工得到柱塞泵用传动轴。与现有技术相比，本发明加强了传动轴齿轮的承载冲击载荷的能力、缩短了热处理时间，并能达到设计所需的表面、心部硬度及硬化层深度要求。从材料和热处理成本上比较，都比现有工艺性价比高，从而有效地提高了生产效率，降低了生产成本。

Description

一种柱塞泵用传动轴的热处理工艺
技术领域
本发明涉及一种柱塞泵用传动轴的热处理工艺，属于工程材料技术领域。
背景技术
柱塞泵是液压系统中的重要零件，作用是为整机系统提供液压能，其重要性相当于人体中的心脏，必须时刻正确、有效、可靠地工作，这也使柱塞泵的设计难度增大。其中传动轴通过花键连接套与发动机相连接带动缸体转动，使柱塞在缸体腔中往复运动实现从油箱中吸油并通过配流盘压出高压油的过程，从而将机械能转化为液压能。在此过程中传动轴的作用居功至伟，但也受到缸体对它产生的弯曲力及发动机对其产生的扭力。因此传动轴材料的选型和热处理后的性能要求如下：
①表面硬度高，以保证优异的耐磨性和接触疲劳抗力，同时具有适当的塑性和韧性。
②心部具有高的韧性和足够高的强度。心部韧性不足时，在冲击载荷或过载作用下容易断裂；强度不足则传动轴易变形。
目前高吨位柱塞泵上使用的传动轴多采用31CrMoV9进行氮化使用，其优点是在调质及氮化后能获得较好的综合力学性能，渗氮层具有良好的耐磨性、抗疲劳强度，耐腐蚀性。同时，它也具有工艺复杂，热处理时间长、成本高，渗氮层薄而脆不能承受太大的接触应力和冲击载荷等缺点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种新工艺来制作传动轴，通过特有热处理工艺，达到提高强度、硬度及耐磨性的要求，同时减少成本。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种柱塞泵用传动轴的热处理工艺，其特征在于，具体步骤为：
第一步：升温阶段：选用牌号为20CrMnTi的材料粗加工柱塞泵用传动轴工件，将其置于炉子内，充入氮气和甲醇，保证工件表面碳势为0.5～0.7％，在90min～120min内使温度达到900～950℃；
第二步：强渗阶段：在第二步的基础上将碳势增加到1.05％，碳的分解率控制在83％，保温100min；
第三步：扩散阶段：在第二步的基础上将碳势调节到0.9％，碳的分解率控制在95％，保温100min；
第四步：降温阶段：在第四步的基础上将碳势调节到0.8％，在60～90min内使温度降至860℃；
第五步：保温阶段：在第四步的基础上保温40～60min；
第六步：淬火阶段：在第五步的基础上用油进行淬火，淬火温度控制在860℃，时间为35min；
第七步：回火阶段：在第六步的基础上进行回火，回火温度控制在180℃，时间为120～150min；出炉，精加工得到柱塞泵用传动轴。
优选地，所述的第七步所得的柱塞泵用传动轴的表面硬度60～64HRC，渗碳层深0.6～1.0mm，心部硬度38～45HRC。
优选地，所述的第一步中，每10根柱塞泵用传动轴工件充入0.6m3氮气和4L～6L甲醇。
与现有的柱塞泵用传动轴的性能相比，本发明改善了氮化齿轮齿根强度低、齿侧面承载能力较弱的缺陷，加强了传动轴齿轮的承载冲击载荷的能力、缩短了热处理时间，并能达到设计所需的表面、心部硬度及硬化层深度要求。从材料和热处理成本上比较，都比现有技术性价比高，故本发明所述方案能有效地提高生产效率，降低成本。
附图说明
图1为实施例的柱塞泵用传动轴材料(20CrMnTi)的热处理工艺图；
图2为实施例与对比例提供的柱塞泵用传动轴材料的硬度梯度对比示意图；
图3为对比例的柱塞泵用传动轴材料(31CrMoV9)的热处理工艺图；
图4为实施例所得的柱塞泵用传动轴的表面金相组织图；
图5为实施例所得的柱塞泵用传动轴的心部金相组织图。
图6为对比例所得的柱塞泵用传动轴的表面金相组织图；
图7为对比例所得的柱塞泵用传动轴的心部金相组织图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
实施例
如图1所示，本实施例的柱塞泵用传动轴的热处理工艺的具体步骤为：
第一步：升温阶段：选用牌号为20CrMnTi的材料粗加工柱塞泵用传动轴工件，将其置于炉子内，充入氮气和甲醇，每10根柱塞泵用传动轴工件充入0.6m3氮气和5L甲醇，保证工件表面碳势为0.6％，在90min内使温度达到910℃；
第二步：强渗阶段，在第二步的基础上将碳势增加到1.05％，碳的分解率控制在83％，保温100min；
第三步：扩散阶段，在第二步的基础上将碳势调节到0.9％，碳的分解率控制在95％，保温100min；
第四步：降温阶段，在第四步的基础上将碳势调节到0.8％，在60min内使温度降至860℃；
第五步：保温阶段，在第四步的基础上保温40min；
第六步：淬火阶段，在第五步的基础上用油进行淬火，淬火温度控制在860℃，时间为35min；
第七步：回火阶段，在第六步的基础上进行回火，回火温度控制在180℃，时间为120min；出炉，精加工得到柱塞泵用传动轴。
所得的柱塞泵用传动轴渗碳淬火后的金相组织如下：
表面组织：针状马氏体+少量残余奥氏体，如图4所示；
心部组织：低碳马氏体+少量贝氏体，如图5所示。
对比例
如图3所示，现有的为柱塞泵用传动轴的生产方法的具体步骤为：
第一步：选用牌号为31CrMoV9的材料粗加工柱塞泵用传动轴工件，将其置于容器内，将容器抽真空后，充入氮气；
第二步：加热至340℃，保温40min，加入0.2m3丙烷，氨气分解率为20％；
第三步：加热至550℃，保温6h，加入1.2m3丙烷、42m3液氨、18m3液氮及3.6m3CO2混合，氨气分解率为60％，氨气流量为6m3/h；再保温1.5h，氨气分解率70％，氨气流量为7m3/h；
第四步：在80℃保温10min后，出炉，精加工得到柱塞泵用传动轴。
所得的柱塞泵用传动轴氮化后的金相组织如下：
表面组织为：白亮层+过渡层组织，如图6所示；
心部组织为：回火索氏体+贝氏体组织，如图7所示。
实施例与对比例的材料元素组分列表如下：
成分(wt％) C Si Mn Cr Mo V Ti Fe
实施例 0.18～0.23 0.15～0.35 0.6～0.9 0.9～1.2 - - 0.01-0.05 余量
对比例 0.27～0.34 ＜0.4 0.4～0.7 2.3～2.7 0.15～0.25 0.1～0.2 - 余量
按GB/11354测试标准以0.3kg力测试2种材料热处理后的硬度，硬度梯度对比如图2所示。由图2可知，实施例1制成的传动轴表面硬度、硬化层深度、心部硬度均符合要求。
将实施例与对比例的柱塞泵传动轴装配到柱塞泵上按下列条件进行对比试验：先在综合液压试验台上进行5小时性能测试后再装到同一台挖掘机整机上进行200小时强化试验，对比例的传动轴经200小时强化试验后，齿侧出现白亮点(氮化层脱落)且有划痕；由实施例的传动轴经200小时强化试验后没有出现明显磨损现象。实施例的传动轴齿的跳动度与试验前相比基本保持不变说明20CrMnTi渗碳淬火的传动轴齿形轮廓更加稳定，从而提高了柱塞泵的使用寿命。
由于实施例取用新材料，并采用新的热处理工艺，从原材料采购到零件的加工完成整体成本比较对比例降低了30％，因此经济性考虑也更有优势。

Claims (3)

1.一种柱塞泵用传动轴的热处理工艺，其特征在于，具体步骤为：
第一步：升温阶段：选用牌号为20CrMnTi的材料粗加工柱塞泵用传动轴工件，将其置于炉子内，充入氮气和甲醇，保证工件表面碳势为0.5～0.7％，在90min～120min内使温度达到900～950℃；
第二步：强渗阶段：在第二步的基础上将碳势增加到1.05％，碳的分解率控制在83％，保温100min；
第三步：扩散阶段：在第二步的基础上将碳势调节到0.9％，碳的分解率控制在95％，保温100min；
第四步：降温阶段：在第四步的基础上将碳势调节到0.8％，在60～90min内使温度降至860℃；
第五步：保温阶段：在第四步的基础上保温40～60min；
第六步：淬火阶段：在第五步的基础上用油进行淬火，淬火温度控制在860℃，时间为35min；
第七步：回火阶段：在第六步的基础上进行回火，回火温度控制在180℃，时间为120～150min；出炉，精加工得到柱塞泵用传动轴。
2.如权利要求1所述的柱塞泵用传动轴的热处理工艺，其特征在于，所述的第八步所得的柱塞泵用传动轴的表面硬度60～64HRC，渗碳层深0.6～1.0mm，心部硬度38～45HRC。
3.如权利要求1所述的柱塞泵用传动轴的热处理工艺，其特征在于，所述的第一步中，每10根柱塞泵用传动轴工件充入0.6m3氮气和4L～6L甲醇。
CN201310656262.9A 2013-12-06 2013-12-06 一种柱塞泵用传动轴的热处理工艺 Active CN103589987B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310656262.9A CN103589987B (zh) 2013-12-06 2013-12-06 一种柱塞泵用传动轴的热处理工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310656262.9A CN103589987B (zh) 2013-12-06 2013-12-06 一种柱塞泵用传动轴的热处理工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103589987A true CN103589987A (zh) 2014-02-19
CN103589987B CN103589987B (zh) 2016-01-20

Family

ID=50080296

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310656262.9A Active CN103589987B (zh) 2013-12-06 2013-12-06 一种柱塞泵用传动轴的热处理工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103589987B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104060063A (zh) * 2014-06-26 2014-09-24 无锡市崇安区科技创业服务中心 一种新型柱塞泵保持架的制造方法
CN106755892A (zh) * 2016-12-20 2017-05-31 合肥市瀚坤机械有限公司 一种支撑筒热处理工艺
CN108004483A (zh) * 2017-11-29 2018-05-08 宁波市鸿博机械制造有限公司 一种柱塞泵回程盘
CN108203802A (zh) * 2017-12-29 2018-06-26 魏龙飞 一种金属热处理工艺
CN110656300A (zh) * 2019-10-17 2020-01-07 安徽恒明工程技术有限公司 一种dc53钢的渗碳工艺
CN112522498A (zh) * 2020-11-17 2021-03-19 一汽解放汽车有限公司 一种变速器输出轴热处理强化工艺及变速器输出轴

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995029270A1 (en) * 1994-04-25 1995-11-02 Sturm, Ruger & Company, Inc. Method of treating titanium parts
US5741371A (en) * 1995-04-22 1998-04-21 Ispen Industries International Gmbh Method and device for controlling the CO contents of a furnace atmosphere for carburization and carbonitriding of metallic work pieces
CN103014726A (zh) * 2012-12-15 2013-04-03 衡阳风顺车桥有限公司 万向节十字轴热处理方法
CN103088349A (zh) * 2012-11-27 2013-05-08 龙工（上海）桥箱有限公司 一种柱塞泵用柱塞的材料的热处理工艺

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995029270A1 (en) * 1994-04-25 1995-11-02 Sturm, Ruger & Company, Inc. Method of treating titanium parts
US5741371A (en) * 1995-04-22 1998-04-21 Ispen Industries International Gmbh Method and device for controlling the CO contents of a furnace atmosphere for carburization and carbonitriding of metallic work pieces
CN103088349A (zh) * 2012-11-27 2013-05-08 龙工（上海）桥箱有限公司 一种柱塞泵用柱塞的材料的热处理工艺
CN103014726A (zh) * 2012-12-15 2013-04-03 衡阳风顺车桥有限公司 万向节十字轴热处理方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104060063A (zh) * 2014-06-26 2014-09-24 无锡市崇安区科技创业服务中心 一种新型柱塞泵保持架的制造方法
CN106755892A (zh) * 2016-12-20 2017-05-31 合肥市瀚坤机械有限公司 一种支撑筒热处理工艺
CN108004483A (zh) * 2017-11-29 2018-05-08 宁波市鸿博机械制造有限公司 一种柱塞泵回程盘
CN108203802A (zh) * 2017-12-29 2018-06-26 魏龙飞 一种金属热处理工艺
CN110656300A (zh) * 2019-10-17 2020-01-07 安徽恒明工程技术有限公司 一种dc53钢的渗碳工艺
CN110656300B (zh) * 2019-10-17 2021-10-01 安徽绿能技术研究院有限公司 一种dc53钢的渗碳工艺
CN112522498A (zh) * 2020-11-17 2021-03-19 一汽解放汽车有限公司 一种变速器输出轴热处理强化工艺及变速器输出轴
CN112522498B (zh) * 2020-11-17 2022-08-09 一汽解放汽车有限公司 一种变速器输出轴热处理强化工艺及变速器输出轴

Also Published As

Publication number Publication date
CN103589987B (zh) 2016-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103589987B (zh) 一种柱塞泵用传动轴的热处理工艺
CN106756755B (zh) 大型挖掘机齿轮的渗碳淬火方法
CN103132087B (zh) 一种23CrNi3Mo钎具用材料的硬度分布控制工艺
CN100590208C (zh) 42CrMoE热处理工艺
CN102373400B (zh) 载重汽车螺旋伞齿轮在双排稀土渗碳设备上的热处理方法
CN104232875B (zh) 一种盾构机3m轴承套圈的热处理工艺
CN100503893C (zh) 表面具有硬贝氏体组织齿轮的制造工艺
CN104073814A (zh) 一种高碳铬轴承钢的热处理工艺
CN105349940B (zh) 热锻标识模具钢的渗碳碳氮共渗复合热处理方法
CN105274309A (zh) 一种改善齿轮表面硬度的深冷处理工艺
CN101886165A (zh) 低碳多元素合金钢热处理工艺
CN104178771A (zh) 热冲压用模具钢sdcm1热处理及表面处理方法
CN101928912A (zh) 一种热作模具钢的低温渗碳方法
CN103088349A (zh) 一种柱塞泵用柱塞的材料的热处理工艺
CN101597679B (zh) 高速重载机车用50CrVA钢弹簧淬火-等温热处理工艺
CN104353976B (zh) 回转支承加工及热处理工艺
CN104451705A (zh) 一种齿轮制造工艺
EP3604562B1 (en) Method and steel component
CN103103321A (zh) 一种等温淬火工艺
CN112831638A (zh) 高精度金属表面复合强化加工方法及装置
CN109022705A (zh) 高锰钢铸造斗齿的热处理方法
CN103882372A (zh) 一种低中碳钢表面强化新方法
CN108342680A (zh) 薄壁钢件的碳氮共渗方法
CN105506647A (zh) 超韧性低碳钢螺丝的热处理生产工艺
CN105331986B (zh) 一种低合金钢模具激光复合化学渗工艺

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant