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发表于 2007-10-22 12:18:10
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来自： 中国重庆
氮化曲轴非加工面及止推凸台端面碳黑产生原因及防止措施
( t x: b" \# J1 o5 k" }" k$ U我们在在对曲轴进行离子氮碳共渗处理(介质为液氨和CO2)的过程中,处理后硬度和层深都基本合格,但其非加工面及止推凸台端面却存在碳黑,这一直是影响曲轴氮化处理质量的主要问题。非加工面碳黑如清理不掉带入柴油机内,将会因曲轴在机油中的高速激溅将碳黑脱落于油中,形成天然磨料,在机油泵的作用下输送到柴油机各部件的各润滑表面,尤其对曲轴本身主轴颈和连杆颈的磨损、活塞环与缸套的磨损、连杆小端活塞销的磨损极大,可严重影响柴油机的使用寿命,有时磨料由于阻塞而造成抱瓦拉缸等故障。止推凸台端面处存在的碳黑不但会造成同样的问题,而且还影响此处的氮化效果,造成此处氮化层浅、硬度低等缺陷,直接影响曲轴的使用寿命。为此,我们在进行大量的工艺试验的基础上,找出以下几个方面是产生碳黑的主要原因,并分别提出了防止措施。
* I G% X5 r, d& n# |2 `3 t3 [7 S1 曲轴粗加工后去应力退火工序质量5 |$ k1 x ?3 u
为保证曲轴氮碳共渗处理后的变形量,在氮碳共渗工序前,曲轴粗加工后要进行去应力退火处理。所用设备为预抽真空井式炉,在升温到450℃至保温结束期间滴甲醇进行保护。保温结束后随炉冷至350℃以下出炉空冷。退火过程中,如果炉子密封系统出现故障,退火后的曲轴表面将存在严重的氧化皮。加工面的氧化皮在随后的加工处理中可以去除,但非加工面的一部分氧化皮就不易去除。由于在后续的加工过程中有许多接触油的工序,非加工面处的氧化皮浸油后,在随后的清洗过程中油污和氧化皮基本无法去除,因此带入离子氮化炉中成为产生碳黑的一个重要来源。0 |- r5 \3 t, r X2 ]5 h' s' z
改进措施:①对炉子密封部位加大通水冷却,以免密封胶圈过早老化;②条件允许改通氮气保护。/ H% v. B7 Q7 J
2 氮碳共渗处理前清洗工序质量
. M, w! h& Z5 g y为保证氮碳共渗处理的顺利进行,曲轴必须经过严格的清洗才可装炉。我公司采用通过式清洗机清洗曲轴。试验表明,有如下清洗工序工艺参数不当影响清洗质量。
( e6 {7 X- ~" `0 ]3 ^4 [(1)清洗液浓度低而使清洗效果不佳。故要在每天清洗前用折光仪对清洗液浓度进行监测,如果浓度不合适需及时调整。6 ~: f n. Q$ G2 J' O/ `
(2)清洗液温度过低,使清洗油污的效果变差。为保证清洗效果,清洗液最低温度应控制在55℃以上。0 x! z4 f2 s! a W6 t
(3)清洗后的漂洗处理液(水)的温度不宜过高或过低。如果过低,漂洗后曲轴不易干,使残余水份带入氮化炉中;过高则不易将清洗液漂洗干净,使有机物成分带入离子氮化炉中,也是碳黑产生的原因之一。漂洗液温度最好控制在60～70℃之间。
8 R; L/ w; k3 [3 离子氮化炉及所用工装的定期清理4 ` Z$ e! J) c3 [2 l- R6 D! f+ k
在离子氮化炉使用一段时间后,炉中的隔热屏、阴极盘、阳极筒等处均或多或少地要附着一定量的碳黑沉积物。如果清理不及时彻底,在氮碳共渗处理中这些黑色沉积物就可能落到曲轴非加工面或止推凸台端面处。为此,我们每天处理一炉曲轴后,就用砂纸将阳极筒、阴极盘等处的碳黑擦掉,并用高压风吹净;每周擦一次隔热屏,并定期对隔热屏进行喷砂处理。
) S+ W6 m& K1 T! d! @4 曲轴离子氮碳共渗工艺
" r% m N2 z2 G! Q% l在曲轴氮碳共渗处理的打弧阶段,原则上应采取"高真空,高电压"的处理方法进行打弧处理,真空控制在20～133Pa,电压可达850～900V,以加强溅射作用,及时清理表面油污等脏物。
" z" }& x0 N) T( W! U6 E0 N( z6 a通过上述几个方面的综合控制,可有效地减少甚至杜绝非加工面及止推凸台端面等处碳黑的产生。 |
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