[发明专利]一种以38CrMnAl钢为材料的活塞的加工成形制造工艺

摘要

本发明公开了一种以38CrMnAl钢为材料的活塞的加工成形制造工艺。该方法属于粉末冶金与防腐处理综合技术领域，该活塞通过如下工序实现：对棒料进行正火处理—粉末冶金制造毛坯—完全退火—机加工—盐浴淬火—表面化学处理—表面化学处理—沉积处理—抛光处理—表面涂层。该制造方法制得的活塞在高温高压下不变形，不仅表面硬度高耐磨性好且抗弯曲能力强，疲劳轻度高，而且心部韧性好，使用寿命长，工作可靠性高，由于坯料采用粉末冶金制得，因此耐高温性好，结构更合理，耐磨性好，良好机械性能，密封性好，抗腐蚀性能、抗氧化性好。

主权项

一种以38CrMnAl钢为材料的活塞的加工成形制造工艺，材料38CrMnAl钢，包括下列元素的重量百分比含量：Mn 0.8％‑1.1％，C 0.2％‑0.5％，Si 1.5％‑2.3％，Cr 0.7％‑1.2％，Al 1.3％‑1.8％,Mo 0.12％‑0.57％,Sn 0.01％‑0.56％，Ni<0.003％,Ti<0.02％,S<0.03％,V0.01％‑0.04％,其余为铁及其杂质，其特征在于：(1)对用于制坯料的棒料进行正火处理，即将其加热到990‑1120℃，保温2‑3h使得钢材的组织完全奥氏体化后在空气中均匀冷却，(2)将正火处理后的棒料用注射成形机注入模腔，所加压力为27‑32Mp，对压制成型的活塞坯料进行烧结，烧结温度为：1150‑1250℃，烧结时间为：40‑50分钟，烧结气氛为真空，在烧结结束时通入通入氢气且加压6‑8Mp，在空气中缓慢冷却，(3)对活塞毛坯进行去应力处理，将其加热到1000‑1100℃，保温2‑3h，炉中缓慢冷却到500℃，再快速水冷，(4)对活塞表面碳氮共渗处理，即把工件置于密封加热炉中通入煤油等渗碳剂，将温度加热到800‑860℃使工件在此高温下进行渗碳氮共渗,(5)将碳氮共渗后的活塞进行表面磷酸处理，去除氧化皮或缺陷，之后采用无氧加热进行模膛精锻，(6)将经过精加工的活塞进行盐浴淬火，将其加热到680‑750℃后保温2‑4h在盐水中快速冷却，再进行低温回火，回火温度为：150‑250℃，保温2‑4h，空冷，硬度为58‑60HRC，(7)对淬火处理后的活塞进行沉积处理，将活塞置于通有氨气的炉内，加热到1000‑1120℃，以氢气为载体将CH₄带入反应器，将TiC沉积在活塞表面，(8)对活塞进行表面抛光处理，去除化学处理事留下的残渣，(9)对经过抛光后的活塞进行防腐处理，将氧化镁、硅酸盐，水玻璃，水等配成粘稠状混合液体，搅拌均匀后，将其涂于钢材表面，涂层厚度为40‑50μm，其中，10％‑20％的氧化镁，15‑25％的硅酸盐水，水玻璃10％，其余为水，然后将钢材放于300‑400℃下进行加热烘烤，使其表面形成一层保护膜，达到防腐防锈的目的。