油泵柱塞套的热处理工艺制定

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是钢中的有害元素，会造成冷脆，，一般应将w（P）限制在0.08%以下。

Ni：镍能提高钢的强度，而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较好的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力。

Cu: 铜元素比较稳定，不易被氧化，所以含有的铜元素起到了耐腐蚀作用. Ti：钛是强碳化物形成元素，在钢中生成 MC 型碳化物，能够提高钢的耐磨性和细化晶粒。有固溶强化作用，固溶于奥氏体中提高钢的淬透性，改善挥霍稳定性，有二次硬化的作用。 3.3 主要用途

20CrMnTi是性能良好的渗碳钢，淬透性较高，经渗碳淬火后具有硬而耐磨的表面与坚韧的心部，具有较高的低温冲击韧性，焊接性中等，正火后可切削性良好。用于制造截面<30mm的承受高速、中等或重载荷、冲击及摩擦的重要零件，是18CrMnTi的代用钢，广泛用作渗碳零件，在汽车、拖拉机工业用于截面在30mm以下，承受高速、中或重负荷以及受冲击.摩擦的重要渗碳零件。

第四章 20CrMnTi热处理的选择

4.1 油泵柱塞套的工艺流程制定

根据的油泵柱塞套的工艺要求和材料的性能，制定加工路线。加工路线分为机加工和热处理工艺。（热处理工艺曲线见图18 ）

工艺流程：锻造－正火－机加工－渗碳－淬火－回火－机加工。 4.2 热处理工艺方法 4．2．1正火工艺

为了解决20CrMnTi油泵柱塞套后期的加工和解决掉前期的锻造缺陷，需要选择一个预先热处理，因为20CrMnTi锻造后组织不够稳定，而且20CrMnTi的含碳量较低，硬度较小。为了改善切削加工性能，预先热处理选择正火。

20CrMnTi油泵柱塞套正火的目的：提高20CrMnTi的硬度，提高塑性，以利于切削加工，细化晶粒，均匀钢的组织及成分。改善钢的性能，为后期的热处理作准备，消除锻造应力，防止变形和开裂。

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图4. 20CrMnTi正火后的组织图

加热温度：20CrMnTi的Ac3约为825℃，正火加热温度为Ac3＋（30～50℃），

在实际生产中，实际正火温度会比理论正火温度高，为了奥氏体均匀化，增加奥氏体的稳定性，实际的正火温度为930℃。

加热速度：加热的速度和材料的成分，所需加工零件的尺寸、形状息息相关。为了防止加热速度过快导致开裂，应当控制加热速度。基于油泵柱塞套的复杂程度以及尺寸和大小的实际情况，采用低温入炉，加热速度控制在50～100／h。

保温时间：常用的保温时间计算公式

t＝α·k·d

通过查找首册，确定加热系数α为1.4，工件加热的修正系数k为1.4～1.8，d为27mm，因此得出的保温时间约为60min（正火厚度和加热时间、零件的装炉系数见下表5、6）。

表5. 正火厚度和加热时间的关系

钢材 碳钢 合金钢 每一mm有效厚度的加热时间 空气电阻炉 54～66s 78～96s 表6. 零件的装炉系数

盐浴炉 25～30s 50～60s 第10页，共27页

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冷却方式：由于冷却速度越快，珠光体的组织越细，强度硬度越高。冷却越慢，会造成组织粗大。冷却速度选择空冷。

20CrMnTi正火后的组织为：珠光体P+铁素体F。（组织金相图见图4） 20CrMnTi油泵柱塞套的正火工艺曲线如图7所示。

图7. 20CrMnTi油泵柱塞套正火工艺曲线

4．2．2渗碳工艺

20CrMnTi油泵柱塞套渗碳的目的：因为20CrMnTi油泵柱塞套表面需要

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耐磨，所以表面的硬度较高，因此需要渗碳。渗碳就是使油泵柱塞套的表面具有高碳钢的表面层，再经过淬火和低温回火，使工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的心部仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。

图8 20CrMnTi渗碳后的组织图

渗碳介质：采用甲醇－煤油滴注式（渗碳介质煤油在不同温度下的分解产物及含量见下表9、10）

表9. 煤油的气氛和成分

名称 分子式 渗碳反应式 850℃以下分解不充分，含大量的烯，容易产生碳黑和结焦，反应式：N1(C11H24～C17H36)-n2CH4+n2[C]+nH2 用途 煤油 航空煤油、灯油主要成分:C9~C14和C11~C17 强渗碳剂 表10. 煤油在高温下的分解产物

分解产物 名称 温度/℃ CO2 CO H2 CH4 CmHn O2+N2 0.4～950 煤油 0.4～800 0.4～1.2 12～18 19～26 38.4～47.3 20～29 7.3 0．4～2.2 1.2～4.6 37～46 40～56 1～2 0.8 渗碳温度：由于一般的渗碳温度都基本高于900℃，而渗碳温度越高，渗碳钢的组织也越粗大，恶化心部组织，工件也会变形。因此渗碳温度控制在900℃～930℃。

渗碳速度：渗碳速度以以0.15～0.2mm/h来计算时间，渗层为0.6mm～0.8mm，

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