热处理工艺分析与操作要点

1)针阀体淬火分为分级淬火和普通淬火两种，目前国内外多数企业对偶件的加热是在盐浴炉中进行的，其存在下列问题:在盐浴加热过程中脱氧不及时，或挖渣不彻底，往往会造成表面脱碳，或有贫碳现象，影响使用寿命；盐浴淬火后工件表面存积残盐，清洗十分困难，必须采用热水清洗。针对以上两点，尤其是对于细小喷孔，容易被残盐堵塞，采用氮基保护气氛完成对工件的加热比较合理，另外对高速工具钢和轴承钢采用真空淬火，提高零件产品的内在质量，同时保证硬度均匀、畸变小，轴承钢既可采用油冷也可采用高压气冷等热处理工艺。

2)冰冷处理是为了确保产品的残留奥氏体量降至最低，提高工件的耐磨性和尺寸在工作过程中的稳定性，在淬火后马上进行冰冷处理（－70℃左右)。事实证明无论渗碳钢、低合金钢还是高速工具钢，淬火后停留1h均会使残留奥氏体稳定化效果明显改善，而回火后再进行冰冷处理，则会造成耐磨性降低。

3)尺寸的稳定化处理是为了消除热处理后的磨削加工应力对零件尺寸稳定性的影响，通常在粗磨加工后进行1～3次的低温回火，每次时间为4～6h。对不同材料采用的稳定化处理工艺参数见表3-50。

表3-50柱塞副和针阀体尺寸稳定化处理工艺参数(https://www.daowen.com)

图3-63 头部断裂的针阀体的宏观形貌

4)需要注意的是如果渗碳淬火后出现针阀体头部的断裂，则表明断裂源于头部内孔并向外扩展，这与渗碳后碳化物聚集区域的碳浓度高，而靠近表面处碳浓度梯度很陡有关。淬火过程中零件中形成马氏体和较多的残留奥氏体，而冷处理时大量残留奥氏体转变为马氏体，造成表层存在较大的残留应力（组织应力)，另外在淬火过程中，阀体内腔狭小以及头部小油孔不利于淬火冷却介质的流动，冷却效果差，必然造成头部的外表面冷却快，而内孔冷却慢，故形成了一定的内应力（热应力)，正是由于上述各种内应力的综合作用和内孔处应力的集中叠加作用，内孔处裂纹迅速扩展，造成了针阀体的断裂（图3-63)。因此为避免出现断裂，在实际的热处理过程中，应采取以下措施:降低渗碳碳势和渗层的碳浓度，即将新旧渗碳剂的比例降低；渗碳温度从910℃降低到880～890℃，时间适当缩短，这样有利于减小热应力，使晶粒较细；合理控制冷处理和回火工艺操作，适当延长回火时间，消除残留应力。