[发明专利]一种压缩机用38CrMoAl钢热处理工艺

说明书

技术领域

本发明属于压缩机38CrMoAl钢十字头销、活塞杆热处理工艺，适用于所有压缩机采用38CrMoAl钢十字头销、活塞杆热处理工艺。也适用于所有采用38CrMoAl钢为材料的其它机械零部件。 

背景技术

目前，压缩机用38CrMoAl钢十字头销、活塞杆热处理工艺包含锻压成型、正火、调质、消应力、氮化（包含气体和离子氮化）热处理工艺，精磨后表面硬化硬度只能达到HRc50左右，耐磨性很差并且硬化层很浅。用户提出提高38CrMoAl钢十字头销、活塞杆表面硬度、硬化层厚度和耐磨性的要求。如果采用传统的热处理方法达不到用户的要求。 

发明内容

本发明的目的在于克服传传统技术的不足，提供一种压缩机用38CrMoAl钢十字头销、活塞杆热处理工艺，本工艺能提高38CrMoAl钢十字头销、活塞杆表面硬度达到HRc70以上，提高耐磨性50%、耐酸盐腐蚀性40%以上。力学性能提高40-50%，弯曲疲劳寿命提高100倍以上，弯曲疲劳强度提高100%，显著抑制疲劳强度应力集中敏感度。 

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下： 

一种压缩机用38CrMoAl钢热处理工艺，该工艺包括以下步骤： 

（1）调质处理：将经正火处理后的38CrMoAl钢工件采用电阻炉加热到920-960℃，按有效直径保温1-3.5小时，出炉水冷或用5-10wt.%的PAG类淬火介质冷却到150-350℃后空冷，再进行610-670℃回火2.5-5.5小时，空冷； 

（2）消应力处理：580℃保温5小时，炉冷； 

（3）氮化处理：采用气体氮化或离子氮化方式，氮化处理过程中加入稀土 催渗剂；气体氮化过程为：将工件置于气体氮化炉内，升温进行预氧化处理后通入氨气，氨分解率20-25%，炉压50-70毫米水柱，保温10小时，再升温到560℃，氨分解率30-45%，炉压60-80毫米水柱，保温15小时，炉冷到250℃以下出炉空冷至室温；离子氮化过程为：将工件置于离子氮化炉内，升温进行预氧化处理后通入氨气，炉压3-7乇，保温6小时，再升温到550℃，炉压7-10乇，保温10小时，炉冷到250℃以下出炉空冷至室温； 

（4）将工件进行表面高频淬火处理：高频加热（感应加热）到910-950℃，采用PAG类水溶性淬火剂进行喷射冷却，溶液浓度3-5wt.%。高频淬火后进行260-350℃回火处理。 

步骤（1）中所述正火处理是指将锻压成型（始锻温度1150℃，终锻温度900℃）的38CrMoAl钢工件采用电阻炉加热到920-960℃，按有效直径保温1-3.5小时，出炉空冷。 

步骤（3）所述预氧化处理过程的温度是从450℃开始到520℃，520℃再开始供氨。 

经上述步骤（3）氮化处理后工件表面形成的总氮化层深0.4-0.7毫米，硬度HV700-1100；经步骤（4）高频淬火处理后所得流淬硬层深1.3-2.5毫米，260-350℃回火处理后硬度HRC70以上。 

上述工艺应用于压缩机上使用的十字头销或活塞杆部件，还适用于所有采用38CrMoAl钢的其他机械零部件。 

本工艺与现有技术相比，具有以下技术效果： 

1、提高表面硬度和耐磨性，降低产生淬火裂纹。用本发明工艺处理的38CrMoAl钢十字头销、活塞杆，表面硬度值达到HRc70以上，层深表深达1.5毫米以上。传统氮化处理经过磨削后，表面硬度值仅在HRc50左右，层深也只有0.3毫米左右。由于氮化降低了钢的临界点，复合处理降低了淬火的温度，这有利于减小工件淬火变形和淬火裂纹的产生;复合处理后的组织分析指出，渗氮时形成的ε及γ相均在亚温加热时溶入奥氏体和铁素体中，同时使渗氮层加厚。淬火表面形成的是淬火马氏体组织＋铁氮化合物，经过低温回火使用。铁氮化合物占据低温淬火形成的铁素体位相，硬质氮化物＋回火马氏体形成了高硬度和提高耐磨性。 

2、提高耐腐蚀性能40%。经过氮化处理后表层形成渗氮时形成的ε及γ相 均在亚温加热时溶入奥氏体和铁素体中，同时使渗氮层加厚，从而提高耐腐蚀性能。