等离子体氮化技术在曲轴生产中的应用(二）
2015-11-15
1. 清洗工艺
待处理零件装炉前应通过清洗使零件表面清洁无油，目前采用的主要清洗方法主要有下列方式：
①、高温蒸汽加清洗剂洗涤然后加高温蒸汽漂洗涤；
②、自动清洗机清洗；
③、汽油擦洗。
第三种方式是在生产条件不具备时的变通方法，仅适用于小规模清洗。
2. 氮化工艺
离子氮化工艺参数一般为：
平均升温速度100℃／小时；
保温温度：540～580℃之间；
保温时间：6～8小时。
离子软氮化工艺参数一般为：
平均升温速度100℃／小时；
保温温度：540～570℃之间；
保温时间：3～4小时。
三、曲轴氮化过程中的质量控制
1. 清洗
清洗的好坏将直接影响曲轴的处理质量和延长处理周期。
如果曲轴表面脏，将大大延长打弧周期，某一厂家过去由于曲轴清洗不干净打弧时间延长到12小时以上。处理后的曲轴表面附着很多碳黑，既影响产品外观又影响产品质量。经改进清洗工艺后，打弧时间大大缩短，处理质量也大大提高。据我们在东风汽车制泵厂处理柴油机油泵上的通道板的经验来看，表面清洁易形成连续的厚度较为均匀的化合物层，反之则不易形成连续和厚度均匀的化合物层。而在离子氮化时化合物层对硬度、耐磨及抗疲劳性能有较大贡献。
我们认为，这主要是不洁净的表面所形成的碳黑以游离碳的形式存在，影响零件表面的活化，阻碍了渗氮。
2. 设备
离子氮化和传统的氮化工艺相比具有很多优点，但是由于其真空放电的特殊性，又带来了一很大的弊病，这就是炉内零件温度分布的不均匀性。这一方面是因为零件表面的形状将影响表面电流密度的分布，省电，省材料，耗能小；④无环境污染等等。
经过离子氮化的零件，其表面硬度较高，抗疲劳强度、减磨等性能均获得了改善。
四、曲轴的离子氮化工艺现状
与处理其他氮化零件相类似，曲轴的离子氮化工艺一般要经过打弧，升温，保温，冷却等4个阶段，包括出装炉，大致耗时18个小时。不同的厂家在离子氮化工艺上略有不同。
关于变形，只要时效处理好（大约2～4小时），均匀升温就可保证变形较小，潍坊柴油机厂的氮化曲轴轴向跳动一般不超过3丝。
关于软氮化，大连柴油机厂采用氨气加丙酮的办法，保温时间为5小时左右据反映离子软氮化比氮化变形要稍大一些，根据我们在东风汽车制造厂处理通道板及驱动环的经验来看，采用氨气加丙烷气作离子软氮化处理，工艺过程更容易控制。
最近我所研制的大功率脉冲电源，平均功率已在120A以上，已完全能满足150ＫＷ炉体进行氮化的要求。新的脉冲电源经考核比过去的电源其稳定性可靠性更好。由于省去了限流电阻，仅此一项就可节电约为20％，加之脉冲电源的其他特点，在一定条件下，节电最大可达50％。采用脉冲电源，打弧时间缩短，油孔可不堵使得辅装炉时间缩短，电源操作简单，易于控制。
五、结论
在曲轴产品上采用离子氮化工艺在技术上是比较先进的，氮化质量要优于传统的气体氮化，目前在设备使用过程中发现的一些问题也较容易得到解释和解决，而脉冲电源的研制成功又使得辅助装炉时间缩短，弧清洗时间缩短，节省能源，离子氮化工艺的许多优点将为愈来愈多的曲轴厂家所认识。
我所愿与曲轴厂家一道，不断完善设备和工艺，为提高曲轴产品的质量作出我们应尽的努力。
待处理零件装炉前应通过清洗使零件表面清洁无油，目前采用的主要清洗方法主要有下列方式：
①、高温蒸汽加清洗剂洗涤然后加高温蒸汽漂洗涤；
②、自动清洗机清洗；
③、汽油擦洗。
第三种方式是在生产条件不具备时的变通方法，仅适用于小规模清洗。
2. 氮化工艺
离子氮化工艺参数一般为：
平均升温速度100℃／小时；
保温温度：540～580℃之间；
保温时间：6～8小时。
离子软氮化工艺参数一般为：
平均升温速度100℃／小时；
保温温度：540～570℃之间；
保温时间：3～4小时。
三、曲轴氮化过程中的质量控制
1. 清洗
清洗的好坏将直接影响曲轴的处理质量和延长处理周期。
如果曲轴表面脏，将大大延长打弧周期，某一厂家过去由于曲轴清洗不干净打弧时间延长到12小时以上。处理后的曲轴表面附着很多碳黑，既影响产品外观又影响产品质量。经改进清洗工艺后，打弧时间大大缩短，处理质量也大大提高。据我们在东风汽车制泵厂处理柴油机油泵上的通道板的经验来看，表面清洁易形成连续的厚度较为均匀的化合物层，反之则不易形成连续和厚度均匀的化合物层。而在离子氮化时化合物层对硬度、耐磨及抗疲劳性能有较大贡献。
我们认为，这主要是不洁净的表面所形成的碳黑以游离碳的形式存在，影响零件表面的活化，阻碍了渗氮。
2. 设备
离子氮化和传统的氮化工艺相比具有很多优点，但是由于其真空放电的特殊性，又带来了一很大的弊病，这就是炉内零件温度分布的不均匀性。这一方面是因为零件表面的形状将影响表面电流密度的分布，省电，省材料，耗能小；④无环境污染等等。
经过离子氮化的零件，其表面硬度较高，抗疲劳强度、减磨等性能均获得了改善。
四、曲轴的离子氮化工艺现状
与处理其他氮化零件相类似，曲轴的离子氮化工艺一般要经过打弧，升温，保温，冷却等4个阶段，包括出装炉，大致耗时18个小时。不同的厂家在离子氮化工艺上略有不同。
关于变形，只要时效处理好（大约2～4小时），均匀升温就可保证变形较小，潍坊柴油机厂的氮化曲轴轴向跳动一般不超过3丝。
关于软氮化，大连柴油机厂采用氨气加丙酮的办法，保温时间为5小时左右据反映离子软氮化比氮化变形要稍大一些，根据我们在东风汽车制造厂处理通道板及驱动环的经验来看，采用氨气加丙烷气作离子软氮化处理，工艺过程更容易控制。
最近我所研制的大功率脉冲电源，平均功率已在120A以上，已完全能满足150ＫＷ炉体进行氮化的要求。新的脉冲电源经考核比过去的电源其稳定性可靠性更好。由于省去了限流电阻，仅此一项就可节电约为20％，加之脉冲电源的其他特点，在一定条件下，节电最大可达50％。采用脉冲电源，打弧时间缩短，油孔可不堵使得辅装炉时间缩短，电源操作简单，易于控制。
五、结论
在曲轴产品上采用离子氮化工艺在技术上是比较先进的，氮化质量要优于传统的气体氮化，目前在设备使用过程中发现的一些问题也较容易得到解释和解决，而脉冲电源的研制成功又使得辅助装炉时间缩短，弧清洗时间缩短，节省能源，离子氮化工艺的许多优点将为愈来愈多的曲轴厂家所认识。
我所愿与曲轴厂家一道，不断完善设备和工艺，为提高曲轴产品的质量作出我们应尽的努力。