CN202545796U - 一种深层表面处理的活塞杆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种深层表面处理的活塞杆，氮碳共渗的渗层组织从外到内包括氧化物层、疏松层、化合物层、奥氏体层和扩散层；氧化物层为铁的氧化物，厚度为2-5μm；疏松层和化合物层包括Fe2-3CN及Fe4N，厚度分别为2-5μm和32-50μm；奥氏体层为铁的碳氮共渗物Fe2-3CN，厚度为8-15μm；；扩散层为氮在铁中的固溶体Fe4N，厚度为200-300μm。本实用新型的有益效果为：活塞杆表面平滑、粗糙度低，不漏气，活塞杆化合物渗层达到32μm以上，表面维氏硬度大于620kg/mm2，硬度高，耐腐蚀性优异、耐腐蚀性能达到280小时以上，耐磨性高，废品率低、使用寿命长，在拉伸试验机上连续拉伸6×106次，活塞杆表面氧化膜不脱落。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种活塞杆，尤其涉及一种深层表面处理的活塞杆。
背景技术
活塞杆大部分应用在油缸、气缸运动执行部件中，是一个运动频繁、技术要求高的运动部件，化合物层是深层热处理技术最重要的渗层组织，是影响活塞杆表面耐磨性和耐蚀性的关键指标，目前，大部分进行碳氮共渗处理的活塞杆，化合物层深度为12-22μm，表面维氏硬度为430-500kg/mm2，表面硬度低，耐磨性和抗腐蚀性差，耐腐蚀性能试验平均在120小时生锈，应用于最终产品中，为产品的质量安全埋下了隐患。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种表面硬度高、耐磨性和抗腐蚀性好的深层表面处理的活塞杆。
本实用新型的技术方案为：
一种深层表面处理的活塞杆，所述活塞杆的渗层组织从外到内包括氧化物层、疏松层、化合物层、奥氏体层和扩散层；所述的氧化物层为铁的氧化物，厚度为2-5μm；所述的疏松层和化合物层均为同时包括Fe2-3CN及Fe4N，所述疏松层的厚度为2-5μm，所述化合物层的厚度为32-50μm；所述的奥氏体层为铁的碳氮共渗物Fe2-3CN，厚度为8-15μm；所述的扩散层为氮在铁中的固溶体Fe4N，对提高活塞杆的疲劳强度有很大的作用，厚度为200-300μm。
氧化物层在活塞杆的最外层，是铁的氧化物，它具有很高的耐腐蚀性，与化合物层相配合形成极高的耐蚀性，同时它对提高活塞杆表面的耐磨性和降低摩擦系数也有一定的作用。
化合物层是深层热处理技术最重要的渗层组织，是深层热处理技术提高活塞杆表面耐磨性和耐蚀性的关键所在，因此形成深的致密化合物层是深层热处理技术所最求的目的。化合物层主要由Fe2-3CN，其中含有一定数量的Fe4N。
奥氏体层是深层热处理氮碳共渗所独有的一种渗层组织，奥氏体层是化合物层与扩散层中间的一种组织，是氮在铁中的固溶体，由于氮的含量不足以形成化合物层，仅能形成含氮的固溶体，奥氏体层仅能在590℃以上组织中存在。
扩散层是在奥氏体层以内至活塞杆基体心部组织的这一区域，它是氮在铁中的固溶体，但其含量低，不足以形成奥氏体组织，由奥氏体层边缘至活塞杆基体心部区域，由于氮含量逐渐降低，其硬度也逐渐降低，最后于心部基体组织一致，扩散层对提高活塞杆的耐磨性和耐蚀性帮助不大，但是对提高活塞杆的疲劳强度有很大的作用。
本实用新型的有益效果为：
活塞杆表面平滑、粗糙度低，不漏气，活塞杆化合物渗层达到32μm以上，表面维氏硬度大于620kg/mm2，硬度高，耐腐蚀性优异、耐腐蚀性能达到280小时以上，耐磨性高，废品率低、使用寿命长，在拉伸试验机上连续拉伸6×106次，活塞杆表面氧化膜不脱落。
附图说明
图1为活塞杆碳氮共渗的渗层组织的示意图。
图2为实施例1的金相图片。
图3为实施例2的金相图片。
图4为实施例3的金相图片。
具体实施方式
下面说明本实用新型的具体实施例：
具体实施例1：
金相图片见图2，放大倍数200(倍)，活塞杆渗层组织厚度：氧化物层厚度：4μm，疏松层厚度3μm，化合物层厚度：32μm，奥氏体层厚度：9μm，扩散层厚度：260μm。
产品性能指标为：
1)活塞杆的耐蚀性：按照GB/T10125-1997标准进行中性盐雾试验在285小时不生锈；
2)活塞杆的表面粗糙度：0.06μm、0.07μm、0.08μm、0.07μm、0.06μm；
3)活塞杆的表面维氏硬度：654、635、643、642、650，单位为kg/mm2。
产品采用下面工艺方法制得：
(1)活塞杆初加工
A、切断：将活塞杆按所定的长度进行切断；
B、退火：消除活塞杆应力；
C、校直：满足活塞杆直线度的要求；
D、粗磨：去除活塞杆表面铁锈等杂质；
E、高频淬火：增加活塞杆表面硬度；
F、回火校直：满足活塞杆直线度的要求；
G、研磨：使得活塞杆的外径达到所定的尺寸；
(2)活塞杆表面热处理
A、清洗：将初加工完成的活塞杆放入超声波清洗机内在40-50℃的条件下清洗10分钟，然后用清水冲洗，以去除活塞杆表面的切削杂质；
B、预热烘干：将清洗完毕的活塞杆置于烘干机中在350-400℃的条件下加热10分钟，以去除活塞杆表面的水分，并增加活塞杆的温度；
C、氮化：氮化分两次进行，将烘干的活塞杆置于盛有碳氮共渗剂的第一个氮化炉，氮化池的温度为670-685℃，氮化20分钟，然后活塞杆再进入第二个氮化炉，氮化池的温度保持在665-675℃，氮化时间为25分钟，氮化剂组分及含量为尿素：20％，硫脲：13％，醋酸钡：12％，碳酸钙：24％，碳酸钡：22％，碳酸锂：9％；
D、氧化：将氮化完成的活塞杆置于氧化池中进行氧化20分钟，氧化池的温度保持在375-385℃；其中，氧化剂的组成成份如下：氢氧化钠：25％，氢氧化钾：12％，硝酸钠：63％；
E、冷却浸泡：将氧化完毕的活塞杆置于清水中冷却浸泡80分钟，用以冷却活塞杆的温度，并分解活塞杆表面的盐分；
F、清洗、烘干、抛光。
具体实施例2：
活塞杆金相图片见图3，放大倍数200(倍)，活塞杆渗层组织厚度：氧化物层厚度：5μm，疏松层厚度：4μm，化合物层厚度：33μm，奥氏体层厚度：10μm，扩散层厚度：280μm。
产品性能指标为：
1)活塞杆的耐蚀性：按照GB/T10125-1997标准进行中性盐雾试验在290小时不生锈；
2)活塞杆的表面粗糙度：0.08μm、0.08μm、0.07μm、0.07μm、0.07μm；
3)活塞杆的表面维氏硬度：651、628、659、641、635，单位为kg/mm2。
产品采用下面工艺方法制得：
(1)活塞杆初加工
工艺步骤同具体实施例1；
(2)活塞杆表面热处理
A、清洗：将初加工完成的活塞杆放入超声波清洗机内在50℃的条件下清洗10 分钟，然后用清水冲洗，以去除活塞杆表面的切削杂质；
B、预热烘干：将清洗完毕的活塞杆置于烘干机中在350-400℃的条件下加热10分钟，以去除活塞杆表面的水分，并增加活塞杆的温度；
C、氮化：氮化分两次进行，将烘干的活塞杆置于盛有碳氮共渗剂的第一个氮化炉，氮化池的温度为670-685℃，氮化10分钟，然后活塞杆再进入第二个氮化炉，氮化池的温度保持在665-675℃，氮化时间为20分钟，氮化剂组分和含量为尿素：22％，硫脲：14％，醋酸钡：12％，碳酸钙：25％，碳酸钡：23％，碳酸锂：4％；
D、氧化：将氮化完成的活塞杆置于氧化池中进行氧化20分钟，氧化池的温度保持在375-385℃；其中，氧化剂的组成成份如下：氢氧化钠：30％，氢氧化钾：18％，硝酸钠：52％；
E、冷却浸泡：将氧化完毕的活塞杆置于清水中冷却浸泡80分钟，用以冷却活塞杆的温度，并分解活塞杆表面的盐分；
F、清洗、烘干、抛光。
具体实施例3：
金相组织图片见图4，放大倍数200(倍)，活塞杆渗层组织厚度：氧化物层厚度：5μm，疏松层厚度5μm，化合物层厚度：33μm，奥氏体层厚度：8μm，扩散层厚度：240μm。
产品性能指标为：
1)活塞杆的耐蚀性：按照GB/T10125-1997标准进行中性盐雾试验在290小时不生锈；
2)活塞杆的表面粗糙度：0.07μm、0.08μm、0.08μm、0.06μm、0.08μm；
3)活塞杆的表面维氏硬度：649、633、620、630、625，单位为kg/mm2。
产品采用下面工艺方法制得：
(1)活塞杆初加工
工艺步骤同具体实施例1；
(2)活塞杆表面热处理
A、清洗：将初加工完成的活塞杆放入超声波清洗机内在50℃的条件下清洗10分钟，然后用清水冲洗，以去除活塞杆表面的切削杂质；
B、预热烘干：将清洗完毕的活塞杆置于烘干机中在350-400℃的条件下加热10分钟，以去除活塞杆表面的水分，并增加活塞杆的温度；
C、氮化：氮化分两次进行，将烘干的活塞杆置于盛有碳氮共渗剂的第一个氮化炉，氮化池的温度为670-685℃，氮化20分钟，然后活塞杆再进入第二个氮化炉，氮化池的温度保持在665-675℃，氮化时间为20分钟，氮化剂组分和含量为尿素： 20％，硫脲：15％，醋酸钡：12％，碳酸钙：25％，碳酸钡：22％，碳酸锂6％；
D、氧化：将氮化完成的活塞杆置于氧化池中进行氧化20分钟，氧化炉的温度保持在375-385℃；其中，氧化剂的组成成份如下：氢氧化钠：27％；氢氧化钾：15％；硝酸钠：58％；
E、冷却浸泡：将氧化完毕的活塞杆置于清水中冷却浸泡80分钟，用以冷却活塞杆的温度，并分解活塞杆表面的盐分；
清洗、烘干、抛光。
三个实施例的产品性能指标列表如下：
深层表面处理活塞杆的耐蚀性与普通表面处理的耐蚀性对比如下：
以上实验数据说明，深层表面处理的活塞杆的耐蚀性是普通表面处理活塞杆的2.26倍。
深层表面处理活塞杆的拉伸试验与普通表面处理活塞杆的拉伸试验对比如下：
以上实验数据说明，深层表面处理的活塞杆的屈服强度、抗拉强度和伸长率指标均优于普通表面处理活塞杆的指标。
Claims (1)
1.一种深层表面处理的活塞杆，其特征在于，活塞杆的渗层组织从外到内包括氧化物层、疏松层、化合物层、奥氏体层和扩散层；所述的氧化物层为铁的氧化物，厚度为2-5μm；所述疏松层的厚度为2-5μm，所述化合物层的厚度为32-50μm；所述的奥氏体层为铁的碳氮共渗物Fe2-3CN，厚度为8-15μm；所述的扩散层为氮在铁中的固溶体Fe4N，厚度为200-300μm。
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| CN2011204820181U CN202545796U (zh) | 2011-11-29 | 2011-11-29 | 一种深层表面处理的活塞杆 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111809141A (zh) * | 2020-07-20 | 2020-10-23 | 成都工具研究所有限公司 | 一种复合渗层及其qpq处理工艺 |
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2011
- 2011-11-29 CN CN2011204820181U patent/CN202545796U/zh not_active Expired - Fee Related
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