鐵基活塞環槽側面雷射淬火工藝的製作方法

2023-08-01 13:38:01 1

專利名稱：鐵基活塞環槽側面雷射淬火工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種鐵基活塞環槽側面雷射淬火工藝，更具體的講該工藝方法是應用錳系黑色磷化技術，對活塞環槽側面再進行雷射淬火，以獲得合理的淬火硬度，來提高活塞環槽側面的耐磨性，可廣泛應用於鐵基材料表面硬度的提高。
背景技術：
自誕生雷射表面處理技術以後，雷射表面處理成為一種新興材料表面處理技術。雷射淬火技術是諸多的雷射表面處理技術中研究最廣，工業應用佔有比例最大的一種。雷射表面淬火快冷快熱的過程使得金屬表面形成超高硬度的板條馬氏體和孿晶馬氏體組織。活塞環槽由於其粗糙度較高，雷射表面淬火亦形成光束反射，使之雷射淬火過程 雷射光束的不均勻，故淬火後形成馬氏體組織不均勻，活塞環槽在使用過程中由組織的不均勻造成膨脹係數不同，以致活塞環卡死。本工藝方法在解決了雷射表面淬火的反射及淬火後材料的不均勻性，同時也為提高機械的穩定性和可靠性奠定了重要的基礎。

發明內容
本發明通過提供一種能夠實現鐵基活塞環槽進行雷射淬火併獲得理想效果的工藝方法。使淬火層表面獲得超高硬度的板條馬氏體和孿晶馬氏體組織，減少顯微淬火裂紋的形成，提高環槽側面的耐磨性能、延長活塞環槽疲勞壽命。本發明提供的技術方案
鐵基活塞環槽側面雷射淬火工藝，其工藝過程如下
1)、對鐵基活塞的環槽側面進行精車，且預留餘量；
2)、對鐵基活塞進行錳系磷化處理漂洗一酸洗一漂洗一表調一磷化一漂洗一烘乾；
3)、環槽側面雷射淬火處理；
4)、硬化後環槽成型加工。步驟I)所述的精車環槽後，環槽單邊預留餘量為O. 05mm，環槽側面粗糙度達到Ra1.0以下；
步驟2)所述的錳系磷化過程中表調步驟的表調液為將深圳市歐得美科技有限公司生產的表面調整劑-型號為ODM PD-A與ODM PD-B,以每種藥劑按2_5g/L加軟化水在常溫下獲得混合藥液，表調時間60-80秒；得到的表調液的藥液表面形成均一、細微結晶的膜層。步驟2)所述的錳系磷化過程中磷化步驟的磷化處理液的調製過程如下
將深圳市歐得美科技有限公司生產的型號為ODM FMN-220A磷化劑按照130_150g/L加軟化水進行混合形成溶液,混合後攪拌均勻,加溫至66-71°C，加入廢的鐵基活塞本體,6-10分鐘後將其取出，然後檢測混合溶液中鐵離子的含量，當鐵離子的含量達到O. 5pt，加溫混合溶液到92° C-98° C的溫度，在此溫度範圍內確認磷化處理液的總酸度。總酸度要求為TA=50±lpt ;鐵離子含量O. 3-3g/L，當溶液達到了總酸度及鐵離子含量的要求時，則得到了磷化處理液。步驟3)所述的環槽側面雷射淬火深度為O. 5-0. 6mm,淬火硬度達HRC 50. 5以上。本發明的有益效果是從活塞環槽硬度及金相組織的檢測結果證明，該工藝流程的實施能獲得組織均勻的超高硬度板條馬氏體和孿晶馬氏體組織。此外我們進行了發動機活塞能耗實驗，其燃油經濟性也有明顯提高。
具體實施例方式鐵基活塞環槽側面雷射淬火工藝，其工藝過程如下
I)、對鐵基活塞的環槽側面進行精車，精車環槽後單邊預留餘量為O. 05mm，環槽側面粗糙度達到Ra 1.0以下。
2)、對鐵基活塞進行錳系磷化處理漂洗一酸洗一漂洗一表調一磷化一漂洗一烘乾;
所述的錳系磷化過程的表調步驟的表調液為將深圳市歐得美科技有限公司生產的表面調整劑-型號為ODM PD-A與ODM PD-B,以每種藥劑按2_5g/L加軟化水在常溫下獲得混合藥液，表調時間60-80秒；得到的表調液的藥液表面形成均一、細微結晶的膜層。所述的錳系磷化過程的磷化步驟的磷化液的調製過程如下
將深圳市歐得美科技有限公司生產的型號為ODM FMN-220A磷化劑按照130_150g/L加軟化水進行混合形成溶液,混合後攪拌均勻,加溫至66-71°C，加入廢的鐵基活塞本體,6-10分鐘後將其取出，然後檢測混合溶液中鐵離子的含量，當鐵離子的含量達到O. 5pt，加溫混合溶液到92° C-98° C的溫度，在此溫度範圍內確認磷化處理液的總酸度。總酸度要求為TA = 50 ± Ipt ;鐵離子含量O. 3-3g/L，當溶液達到了總酸度及鐵離子含量的要求時，則得到了磷化處理液。3)、環槽側面雷射淬火處理；環槽側面雷射淬火深度為O. 5-0. 6mm,淬火硬度達HRC 50. 5 以上。4)、硬化後環槽成型加工。
權利要求
1.鐵基活塞環槽側面雷射淬火工藝，其特徵在於，工藝過程如下1)、對鐵基活塞的環槽側面進行精車，且預先預留餘量；2)、對鐵基活塞進行錳系磷化處理漂洗一酸洗一漂洗一表調一磷化一漂洗一烘乾；3)、環槽側面雷射淬火處理；4)、硬化後環槽成型加工。
2.如權利要求1所述的鐵基活塞環槽側面雷射淬火工藝，其特徵在於步驟I)所述的精車環槽後單邊預留餘量為O. 05mm，環槽側面粗糙度達到Ra1. O以下。
3.如權利要求1所述的鐵基活塞環槽側面雷射淬火工藝，其特徵在於將深圳市歐得美科技有限公司生產的表面調整劑-型號為ODM ro-A與ODM ro-B，以每種藥劑按2-5g/ L加軟化水在常溫下獲得混合藥液，表調時間60-80秒；得到的表調液的藥液表面形成均一、細微結晶的膜層。
4.如權利要求1所述的鐵基活塞環槽側面雷射淬火工藝，其特徵在於步驟2)所述的錳系磷化過程的磷化步驟的磷化液的調製過程如下將深圳市歐得美科技有限公司生產的型號為ODM FMN-220A磷化劑按照130_150g/L加軟化水進行混合形成溶液，混合後攪拌均勻，加溫至66°C _71°C，加入廢的鐵基活塞本體，6-10分鐘後將其取出，然後檢測混合溶液中鐵離子的含量，當鐵離子的含量達到O. 5pt，加溫混合溶液到92° C-98° C的溫度，在此溫度範圍內確認磷化處理液的總酸度。總酸度要求為TA=50±lpt ;鐵離子含量O. 3-3g/L，當溶液達到了總酸度及鐵離子含量的要求時，則得到了磷化處理液。
5.如權利要求1所述的鐵基活塞環槽側面雷射淬火工藝，其特徵在於步驟3)所述的環槽側面雷射淬火深度為O. 5-0. 6mm，淬火硬度達HRC50. 5以上。
全文摘要
本發明具體公開了一種鐵基活塞環槽側面雷射淬火工藝，工藝過程如下1)對鐵基活塞的環槽側面進行精車，且預先預留一定的餘量；2)對鐵基活塞進行錳系磷化處理漂洗→酸洗→漂洗→表調→磷化→漂洗→烘乾；3)環槽側面雷射淬火處理；4)硬化後環槽成型加工。有益效果是從活塞環槽硬度及金相組織的檢測結果證明，該工藝流程的實施能獲得組織均勻的超高硬度板條馬氏體和孿晶馬氏體組織。此外我們進行了發動機活塞能耗實驗，其燃油經濟性也有明顯提高。
文檔編號C21D9/40GK103014301SQ201210531420
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月10日 優先權日2012年12月10日
發明者林風華, 尚自河, 劉濤, 吳立傑, 張紅鋒, 劉耀東 申請人:山東濱州渤海活塞股份有限公司