等離子體氮化技術在曲軸生產中的應用(二）
2015-11-15
1. 清洗工藝
待處理零件裝爐前應通過清洗使零件表面清潔無油，目前采用的主要清洗方法主要有下列方式：
①、高溫蒸汽加清洗劑洗滌然后加高溫蒸汽漂洗滌；
②、自動清洗機清洗；
③、汽油擦洗。
第三種方式是在生產條件不具備時的變通方法，僅適用于小規模清洗。
2. 氮化工藝
離子氮化工藝參數一般為：
平均升溫速度100℃／小時；
保溫溫度：540～580℃之間；
保溫時間：6～8小時。
離子軟氮化工藝參數一般為：
平均升溫速度100℃／小時；
保溫溫度：540～570℃之間；
保溫時間：3～4小時。
三、曲軸氮化過程中的質量控制
1. 清洗
清洗的好壞將直接影響曲軸的處理質量和延長處理周期。
如果曲軸表面臟，將大大延長打弧周期，某一廠家過去由于曲軸清洗不干凈打弧時間延長到12小時以上。處理后的曲軸表面附著很多碳黑，既影響產品外觀又影響產品質量。經改進清洗工藝后，打弧時間大大縮短，處理質量也大大提高。據我們在東風汽車制泵廠處理柴油機油泵上的通道板的經驗來看，表面清潔易形成連續的厚度較為均勻的化合物層，反之則不易形成連續和厚度均勻的化合物層。而在離子氮化時化合物層對硬度、耐磨及抗疲勞性能有較大貢獻。
我們認為，這主要是不潔凈的表面所形成的碳黑以游離碳的形式存在，影響零件表面的活化，阻礙了滲氮。
2. 設備
離子氮化和傳統的氮化工藝相比具有很多優點，但是由于其真空放電的特殊性，又帶來了一很大的弊病，這就是爐內零件溫度分布的不均勻性。這一方面是因為零件表面的形狀將影響表面電流密度的分布，省電，省材料，耗能小；④無環境污染等等。
經過離子氮化的零件，其表面硬度較高，抗疲勞強度、減磨等性能均獲得了改善。
四、曲軸的離子氮化工藝現狀
與處理其他氮化零件相類似，曲軸的離子氮化工藝一般要經過打弧，升溫，保溫，冷卻等4個階段，包括出裝爐，大致耗時18個小時。不同的廠家在離子氮化工藝上略有不同。
關于變形，只要時效處理好（大約2～4小時），均勻升溫就可保證變形較小，濰坊柴油機廠的氮化曲軸軸向跳動一般不超過3絲。
關于軟氮化，大連柴油機廠采用氨氣加丙酮的辦法，保溫時間為5小時左右據反映離子軟氮化比氮化變形要稍大一些，根據我們在東風汽車制造廠處理通道板及驅動環的經驗來看，采用氨氣加丙烷氣作離子軟氮化處理，工藝過程更容易控制。
最近我所研制的大功率脈沖電源，平均功率已在120A以上，已完全能滿足150ＫＷ爐體進行氮化的要求。新的脈沖電源經考核比過去的電源其穩定性可靠性更好。由于省去了限流電阻，僅此一項就可節電約為20％，加之脈沖電源的其他特點，在一定條件下，節電最大可達50％。采用脈沖電源，打弧時間縮短，油孔可不堵使得輔裝爐時間縮短，電源操作簡單，易于控制。
五、結論
在曲軸產品上采用離子氮化工藝在技術上是比較先進的，氮化質量要優于傳統的氣體氮化，目前在設備使用過程中發現的一些問題也較容易得到解釋和解決，而脈沖電源的研制成功又使得輔助裝爐時間縮短，弧清洗時間縮短，節省能源，離子氮化工藝的許多優點將為愈來愈多的曲軸廠家所認識。
我所愿與曲軸廠家一道，不斷完善設備和工藝，為提高曲軸產品的質量作出我們應盡的努力。
待處理零件裝爐前應通過清洗使零件表面清潔無油，目前采用的主要清洗方法主要有下列方式：
①、高溫蒸汽加清洗劑洗滌然后加高溫蒸汽漂洗滌；
②、自動清洗機清洗；
③、汽油擦洗。
第三種方式是在生產條件不具備時的變通方法，僅適用于小規模清洗。
2. 氮化工藝
離子氮化工藝參數一般為：
平均升溫速度100℃／小時；
保溫溫度：540～580℃之間；
保溫時間：6～8小時。
離子軟氮化工藝參數一般為：
平均升溫速度100℃／小時；
保溫溫度：540～570℃之間；
保溫時間：3～4小時。
三、曲軸氮化過程中的質量控制
1. 清洗
清洗的好壞將直接影響曲軸的處理質量和延長處理周期。
如果曲軸表面臟，將大大延長打弧周期，某一廠家過去由于曲軸清洗不干凈打弧時間延長到12小時以上。處理后的曲軸表面附著很多碳黑，既影響產品外觀又影響產品質量。經改進清洗工藝后，打弧時間大大縮短，處理質量也大大提高。據我們在東風汽車制泵廠處理柴油機油泵上的通道板的經驗來看，表面清潔易形成連續的厚度較為均勻的化合物層，反之則不易形成連續和厚度均勻的化合物層。而在離子氮化時化合物層對硬度、耐磨及抗疲勞性能有較大貢獻。
我們認為，這主要是不潔凈的表面所形成的碳黑以游離碳的形式存在，影響零件表面的活化，阻礙了滲氮。
2. 設備
離子氮化和傳統的氮化工藝相比具有很多優點，但是由于其真空放電的特殊性，又帶來了一很大的弊病，這就是爐內零件溫度分布的不均勻性。這一方面是因為零件表面的形狀將影響表面電流密度的分布，省電，省材料，耗能小；④無環境污染等等。
經過離子氮化的零件，其表面硬度較高，抗疲勞強度、減磨等性能均獲得了改善。
四、曲軸的離子氮化工藝現狀
與處理其他氮化零件相類似，曲軸的離子氮化工藝一般要經過打弧，升溫，保溫，冷卻等4個階段，包括出裝爐，大致耗時18個小時。不同的廠家在離子氮化工藝上略有不同。
關于變形，只要時效處理好（大約2～4小時），均勻升溫就可保證變形較小，濰坊柴油機廠的氮化曲軸軸向跳動一般不超過3絲。
關于軟氮化，大連柴油機廠采用氨氣加丙酮的辦法，保溫時間為5小時左右據反映離子軟氮化比氮化變形要稍大一些，根據我們在東風汽車制造廠處理通道板及驅動環的經驗來看，采用氨氣加丙烷氣作離子軟氮化處理，工藝過程更容易控制。
最近我所研制的大功率脈沖電源，平均功率已在120A以上，已完全能滿足150ＫＷ爐體進行氮化的要求。新的脈沖電源經考核比過去的電源其穩定性可靠性更好。由于省去了限流電阻，僅此一項就可節電約為20％，加之脈沖電源的其他特點，在一定條件下，節電最大可達50％。采用脈沖電源，打弧時間縮短，油孔可不堵使得輔裝爐時間縮短，電源操作簡單，易于控制。
五、結論
在曲軸產品上采用離子氮化工藝在技術上是比較先進的，氮化質量要優于傳統的氣體氮化，目前在設備使用過程中發現的一些問題也較容易得到解釋和解決，而脈沖電源的研制成功又使得輔助裝爐時間縮短，弧清洗時間縮短，節省能源，離子氮化工藝的許多優點將為愈來愈多的曲軸廠家所認識。
我所愿與曲軸廠家一道，不斷完善設備和工藝，為提高曲軸產品的質量作出我們應盡的努力。