1．試驗(yàn)研究
本文采用氮碳共滲鹽浴復(fù)合處理技術(shù)，即在一定溫度下，將零件放入滲氮爐鹽浴中，滲氮鹽中的氰酸根分解產(chǎn)生的N、C原子可在零件表面形成鐵的化合物層和擴(kuò)散層，然后再將零件放入氧化爐鹽浴中以形成黑色氧化膜層，因此零件表面為由金屬元素的氮化物和氧化物組成的復(fù)合滲層，表面硬度大幅度提高，摩擦因數(shù)低，表面的電極電位也得到提高，使產(chǎn)品表面形成耐磨防腐層。
零件原材料選用調(diào)質(zhì)中碳鋼42CrMo，投料尺寸4140mm×676mm，進(jìn)行以下加工：下料→粗加工→調(diào)質(zhì)處理→第一次粗加工，車去氧化皮→半精如工，將零件耐磨防腐處理部位加工成形→氮碳共滲鹽浴復(fù)合處理→第二次粗加工→精加工→檢驗(yàn)。氮碳共滲鹽浴復(fù)合
處理技術(shù)工藝路線為：清洗去油→裝夾→預(yù)熱→鹽浴滲氮→鹽浴氧化→空冷→水洗。
其中，調(diào)質(zhì)前尺寸為4136mm×孔460mm×674mm，調(diào)質(zhì)處理參數(shù)如下：840 - 855℃
淬火加熱保溫120 - 140min，在水基淬火冷卻介質(zhì)中冷卻3-5min后轉(zhuǎn)油冷卻，590 - 610℃
回火加熱保溫150 - 170min后水冷，調(diào)質(zhì)處理后表面硬度為31 8- 33IHBW。進(jìn)行氮碳共滲鹽浴復(fù)合處理的溫度必須低于調(diào)質(zhì)處理的回火溫度，以保證氮碳共滲常規(guī)熱處理鹽浴復(fù)合處理后，零件的基體性能滿足工具使用要求。因其他部位具有高的硬度易引起產(chǎn)品失效，所以零件為半成品進(jìn)行氮碳共滲鹽浴復(fù)合處理，處理完后進(jìn)行第二次粗加工，用超硬刀具車去不需要耐磨防腐處理部位的氮碳共滲硬化層。零件配帶同爐試料塊，進(jìn)行相關(guān)性能檢測(cè)。
2．性能檢測(cè)
（1）對(duì)氮碳共滲鹽浴復(fù)合處理后的零件進(jìn)行力學(xué)性能檢測(cè)，結(jié)果見(jiàn)附表。結(jié)果表明，嚴(yán)格控制好調(diào)質(zhì)回火溫度及氮碳共滲鹽浴復(fù)合處理溫度，經(jīng)過(guò)氮碳共滲鹽浴復(fù)合處理后，零件的基體材料力學(xué)性能優(yōu)良，仍能滿足產(chǎn)品使用要求。
（2）栓測(cè)零件氮碳共滲鹽浴復(fù)合處理后的硬度，首先測(cè)試表面硬度，三個(gè)硬度值分別為896.5IHV0.1、918.93HV0.1、907.59HV0.1，平均硬度值為907.68HV0.1。對(duì)斷面用4%的硝酸酒精溶液腐蝕，金相顯微鏡400×下觀察可知化合物深度為20um左右，見(jiàn)圖1。檢測(cè)斷面梯度硬度，整個(gè)硬化層約為0.5mm，見(jiàn)圖2。
（3）按ASTM B117標(biāo)準(zhǔn)對(duì)氮碳共滲鹽浴復(fù)合處理后的試樣進(jìn)行連續(xù)噴霧試驗(yàn)，鹽霧試驗(yàn)溫度35℃±2℃，相對(duì)濕度>95%，5%NaCI水溶液噴霧。試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)氮碳共滲鹽浴復(fù)合處理后的零件抗蝕性優(yōu)良，經(jīng)168h后無(wú)明顯銹蝕，圖3為鍍鉻試樣與氮碳共滲鹽浴復(fù)合處理試樣鹽霧試驗(yàn)后的效果對(duì)比。
3．應(yīng)用實(shí)施
將零件裝配在產(chǎn)品上，該零件內(nèi)腔充滿液體，錐體活塞在其內(nèi)部運(yùn)動(dòng)，利用液壓工作原理來(lái)進(jìn)行作業(yè)，其中，錐體活塞表面進(jìn)行了強(qiáng)化，表面硬度為45 -50HRC。裝配后在試驗(yàn)架上進(jìn)行耐唐性檢測(cè)，在550kN下作業(yè)300次，總共裝配了兩件零件進(jìn)行測(cè)試，作業(yè)過(guò)程無(wú)任何故障，效果良好。作業(yè)后檢測(cè)零件內(nèi)孔工作部位尺寸，直徑上變化了0.01 - 0.03mm，尺寸變化極小，觀察零件內(nèi)孔表面，光滑無(wú)任何毛刺；錐體活塞對(duì)磨面光滑，無(wú)任何擦痕，即零件耐磨性優(yōu)良。
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