大型船舶發動機缸套超低溫氮化方法

2023-07-13 19:02:31

專利名稱：大型船舶發動機缸套超低溫氮化方法
技術領域：
本發明涉及發動機缸套處理方法，具體涉及大型船舶發 動機缸套超低溫氮化方法。
背景技術：
氣缸套是發動機重要核心零部件，它直接影響發動機的 功能和使用壽命。而發動機氣缸套的穴蝕和早期磨損的現象 普遍存在，輕則缸套的外表面水套部位形成了麻點和蜂窩 狀，重則形成孔洞，嚴重的影響發動機的使用壽命，甚至造 成發動機的損壞而導致重大事故的發生，危害人的生命和國 家財產的損失，該現象在船舶發動機缸套中更為突出。
針對此種狀況，國內外眾多的發動機氣缸套製造商研究 多種防穴蝕和提高耐磨性的方法與措施其一，提高材料的
綜合性能，在材料中加入諸多的高合金元素Cr、 Mo、 Cu、 W、 Re等來增強耐磨性和提高抗穴蝕的性能，採用此種方法能有 所提高，但製造成本相當昂貴，而且我國部分合金元素十分 稀少，需依靠進口；其二，採用表面熱處理工藝來提高抗穴 蝕能力和耐磨性，如表面淬火、表面氧化、表面磷化、等溫貝氏體、高溫氮化等，但效果不十分理想；其中，高溫氮化 存在較多的缺陷 一是高溫65(TC土5。C，氮化周期30多個 小時，成本高不適應批量生產；二是高溫氮化工件的變形量 大，影響了工件的製造精度和安裝精度，廢品率高；三是高 溫氮化層脆，易剝落，剝落後的介質形成高磨損劑，加速缸 套的磨損；四是氮化層剝落後，形成無數的孔洞，使機油的 耗量成倍的增加，不僅使用成本大幅度的上升，而且汙染環 境十分嚴重。

發明內容
本發明的目的在於提供一種大型船舶發動機缸套超低 溫氮化方法，採用低溫氮化處理，縮短氮化時間，適應工業 化批量生產，降低生產成本，提高產品質量。
本發明的技術解決方案是該低溫氮化方法包括以下步
(1) 去油汙，用毛巾將工件端面、內孔、外圓等表面 的油汙擦淨，為化學除油作準備；
(2) 裝框將工件裝入夾具，不允許工件磕碰，以免變
形；
(3) 化學除油，將工件同夾具一起進入去汙劑池中除 油，溫度75"C—95°C， 5—8分鐘，以洗淨為準；
(4) 清洗，將工件在清水池中流水清洗；工件表面水 膜分布均勻，無水珠掛住；(5) 預熱，將工件吊入回火爐中預熱，吊入爐中的工 件要放正、平穩、不能磕碰，以免變形，預熱溫度200°C— 250°C，時間50—60分鐘，要開風扇，使溫度均勻；
(6) 低溫氮化，氮化爐的氮化劑中加入重量8%的 Na2S04;將工件吊入氮化爐中，工件放正，不能傾斜，氮化 溫度350士5。C，時間2.5—3小時，氮化全過程通壓縮空氣， 壓縮空氣的大小以工件放入後鹽浴表面翻滾即可，全過程溫 度和時間要嚴格控制，不允許超溫運行，以免報廢，在設備 上設置了超溫報警系統，36(TC報警，如警鈴響，立即自動 斷電，工作過程要經常巡視氮化溫度和時間、壓縮空氣通量；
(7) 空冷，將氮化後的工件從氮化爐中吊出，使工件 在乾燥的地方空冷至15(TC以下；
(8) 水洗，將工件吊入清水中流水清洗，用毛巾洗去 工件表面的鹽漬灰份；
(9) 檢驗，根據檢驗標準檢驗氮化後的缸套；
(10) 浸防鏽油，檢驗合格的缸套在浸油池中浸防鏽油；
(11) 包裝、入庫，浸防鏽油後的合格缸套在包裝車間 包裝後入庫儲運。
本發明採用低溫氮化方法，克服了高溫氮化存在的弊端， 具體優點如下
1、低溫35(TC土5。C氮化，既保證了氮化層的質量，又 保證了缸套不變形；2、 氮氣劑中包含Na2S04，降低了氮化層的脆性，使氮 化層不剝落；
3、 氮化2.5—3小時，周期短，僅為高溫氮化的十分之 一，成本低；
4、 消除了麻點和凹坑現象，顯著減少機油耗量，降低 使用成本，優化了發動機尾氣排放，降低了環境汙染；
5、 消除了穴蝕現象，增強了耐磨性，提高了發動機使 用壽命和安全性。
具體實施例方式
下面結合具體的實例，進一步詳細地描述本發明。應理 解，這些實施例只是為了舉例說明本發明，而非以任何方式 限制本發明的範圍。
實例l:依以下步驟處理缸套
(1) 去油汙，用毛巾將工件端面、內孔、外圓等表面 的油汙擦淨，為化學除油作準備；
(2) 裝框，將工件裝入夾具，不允許工件磕碰，以免
變形；
(3) 化學除油，將工件同夾具一起進入去汙劑池中除 油，溫度75。C， 5分鐘，以洗淨為準；
(4) 清洗，將工件在清水池中流水清洗；工件表面水 膜分布均勻，無水珠掛住；
(5) 預熱，將工件吊入回火爐中預熱，吊入爐中的工件要放正、平穩、不能磕碰，以免變形，預熱溫度200°C， 時間50分鐘，要開風扇，使溫度均勻；
(6) 低溫氮化，氮化爐的氮化劑中加入重量8%的 Na2S04;將工件吊入氮化爐中，工件放正，不能傾斜，氮化 溫度345"C，時間2.5小時，氮化全過程通壓縮空氣，壓縮 空氣的大小以工件放入後鹽浴表面翻滾即可，全過程溫度和 時間要嚴格控制，不允許超溫運行，以免報廢，在設備上設 置了超溫報警系統，360。C報警，如警鈴響，立即自動斷電， 工作過程要經常巡視氮化溫度和時間、壓縮空氣通量；
(7) 空冷，將氮化後的工件從氮化爐中吊出，使工件 在乾燥的地方空冷至150。C以下；
(8) 水洗，將工件吊入清水中流水清洗，用毛巾洗去
工件表面的鹽漬灰份；
(9) 檢驗，根據檢驗標準檢驗氮化後的缸套；
(10) 浸防鏽油，檢驗合格的缸套在浸油池中浸防鏽油；
(11) 包裝、入庫，浸防鏽油後的合格缸套在包裝車間 包裝後入庫儲運。
實例2:依以下步驟處理缸套
(1) 去油汙，用毛巾將工件端面、內孔、外圓等表面 的油汙擦淨，為化學除油作準備；
(2) 裝框，將工件裝入夾具，不允許工件磕碰，以免
變形；(3) 化學除油，將工件同夾具一起進入去汙劑池中除 油，溫度85。C， 6.5分鐘，以洗淨為準；
(4) 清洗，將工件在清水池中流水清洗；工件表面水
膜分布均勻，無水珠掛住；
(5) 預熱，將工件吊入回火爐中預熱，吊入爐中的工 件要放正、平穩、不能磕碰，以免變形，預熱溫度225 °C， 時間55分鐘，要開風扇，使溫度均勻；
(6) 低溫氮化，氮化爐的氮化劑中加入重量8%的 Na2S04;將工件吊入氮化爐中，工件放正，不能傾斜，氮化 溫度350。C，時間2.8小時，氮化全過程通壓縮空氣，壓縮 空氣的大小以工件放入後鹽浴表面翻滾即可，全過程溫度和 時間要嚴格控制，不允許超溫運行，以免報廢，在設備上設 置了超溫報警系統，360。C報警，如警鈴響，立即自動斷電， 工作過程要經常巡視氮化溫度和時間、壓縮空氣通量；
(7) 空冷，將氮化後的工件從氮化爐中吊出，使工件 在乾燥的地方空冷至150。C以下；
(8) 水洗，將工件吊入清水中流水清洗，用毛巾洗去 工件表面的鹽漬灰份；
(9) 檢驗，根據檢驗標準檢驗氮化後的缸套；
(10) 浸防鏽油，檢驗合格的缸套在浸油池中浸防鏽油；
(11) 包裝、入庫，浸防鏽油後的合格缸套在包裝車間 包裝後入庫儲運。實例3:依以下步驟處理方法
(1) 去油汙，用毛巾將工件端面、內孔、外圓等表面 的油汙擦淨，為化學除油作準備；
(2) 裝框，將工件裝入夾具，不允許工件磕碰，以免
變形；
(3) 化學除油，將工件同夾具一起進入去汙劑池中除 油，溫度95。C， 8分鐘，以洗淨為準；
(4) 清洗，將工件在清水池中流水清洗；工件表面水
膜分布均勻，無水珠掛住；
(5) 預熱，將工件吊入回火爐中預熱，吊入爐中的工 件要放正、平穩、不能磕碰，以免變形，預熱溫度250°C， 時間60分鐘，要開風扇，使溫度均勻；
(6) 低溫氮化，氮化爐的氮化劑中加入重量8%的 Na2S04;將工件吊入氮化爐中，工件放正，不能傾斜，氮化 溫度355X:，時間3小時，氮化全過程通壓縮空氣，壓縮空 氣的大小以工件放入後鹽浴表面翻滾即可，全過程溫度和時 間要嚴格控制，不允許超溫運行，以免報廢，在設備上設置 了超溫報警系統，36(TC報警，如警鈴響，立即自動斷電， 工作過程要經常巡視氮化溫度和時間、壓縮空氣通量；
(7) 空冷，將氮化後的工件從氮化爐中吊出，使工件 在乾燥的地方空冷至15(TC以下；
(8) 水洗，將工件吊入清水中流水清洗，用毛巾洗去工件表面的鹽漬灰份；
(9) 檢驗，根據檢驗標準檢驗氮化後的缸套；
(10) 浸防鏽油，檢驗合格的缸套在浸油池中浸防鏽油;
(11) 包裝、入庫，浸防鏽油後的合格缸套在包裝車間 包裝後入庫儲運。
權利要求
1.大型船舶發動機缸套超低溫氮化方法，其特徵在於該低溫氮化方法包括以下步驟(1)去油汙，用毛巾將工件端面、內孔、外圓等表面的油汙擦淨，為化學除油作準備；(2)裝框，將工件裝入夾具，不允許工件磕碰，以免變形；(3)化學除油，將工件同夾具一起進入去汙劑池中除油，溫度75℃-95℃，5-8分鐘，以洗淨為準；(4)清洗，將工件在清水池中流水清洗；工件表面水膜分布均勻，無水珠掛住；(5)預熱，將工件吊入回火爐中預熱，吊入爐中的工件要放正、平穩、不能磕碰，以免變形，預熱溫度200℃-250℃，時間50-60分鐘，要開風扇，使溫度均勻；(6)低溫氮化，氮化爐的氮化劑中加入重量8％的Na2SO4；將工件吊入氮化爐中，工件放正，不能傾斜，氮化溫度350±5℃，時間2.5-3小時，氮化全過程通壓縮空氣，壓縮空氣的大小以工件放入後鹽浴表面翻滾即可，全過程溫度和時間要嚴格控制，不允許超溫運行，以免報廢，在設備上設置了超溫報警系統，360℃報警，如警鈴響，立即自動斷電，工作過程要經常巡視氮化溫度和時間、壓縮空氣通量；(7)空冷，將氮化後的工件從氮化爐中吊出，使工件在乾燥的地方空冷至150℃以下；(8)水洗，將工件吊入清水中流水清洗，用毛巾洗去工件表面的鹽漬灰份；(9)檢驗，根據檢驗標準檢驗氮化後的缸套；(10)浸防鏽油，檢驗合格的缸套在浸油池中浸防鏽油；(11)包裝、入庫，浸防鏽油後的合格缸套在包裝車間包裝後入庫儲運。
全文摘要
本發明公開了大型船舶發動機缸套超低溫氮化方法，(1)毛巾將工件油汙擦淨；(2)工件裝入夾具；(3)工件進入去汙劑池中溫度75℃-95℃、5-8分鐘塗油；(4)流水清洗；(5)工件預熱，溫度200℃-250℃，時間50-60分鐘；(6)氮化爐的氮化劑中加入重量8％的Na2SO4；氮化溫度350±5℃，時間2.5-3小時；(7)氮化後的工件空冷至150℃以下；(8)流水清洗；(9)檢驗氮化後的缸套；(10)合格的缸套浸防鏽油；(11)浸防鏽油後的缸套包裝入庫儲運。本發明採用低溫氮化處理，縮短氮化時間，適應工業化批量生產，降低生產成本，提高產品質量。
文檔編號C23C8/48GK101492806SQ20091002569
公開日2009年7月29日 申請日期2009年3月6日 優先權日2009年3月6日
發明者張順先, 王明泉, 賢 貝, 明 陶, 斌 韋 申請人:王明泉