船用燃烧重油柴油机18CrNi8针阀体热处理工艺研究

摘要

本文针对一些企业生产中存在的燃烧重油柴油机18CrNi8针阀体质量不稳定问题,调查研究了针阀体的制造、使用和失效情况,根据针阀体的具体设计技术要求指标,研究了18CrNi8材料制成的船用燃烧重油针阀体渗碳、淬火、冷处理以及回火等工艺,对试验结果进行了讨论分析,得到如下的主要结果:　　1.船用燃烧重油针阀体适合采用真空渗碳工艺,渗碳温度为920℃,脉冲数为8~10个脉冲,表面碳浓度为1.0％C,最大碳浓度为1.1%C,最低碳浓度为0.8%C。按此工艺渗碳,经淬火后的零件表面硬度可以达到730HV,硬度梯度较平缓,渗碳层深度符合技术要求。　　2.针阀体渗碳后可采用高压气体淬火、真空油淬、多用炉油淬三种淬火方式,针阀体座面硬度均可以达到720HV以上。18CrNi8船用燃烧重油针阀体经845℃10bar高压氮气淬火的硬度梯度比采用835℃油淬的要略平缓一些。　　3.采用真空油淬处理后中孔的变化趋势是涨大,涨大量为0.01mm-0.03mm之间。采用10bar高压气淬的零件中孔的变化趋势也是涨大,涨大量略小于真空油淬件,在0-0.025mm之间。真空油淬处理的18CrNi8针阀体外径的缩小量在0.05-0.08mm之间,高压氮气淬火的缩小量在0.05-0.06mm之间。上述淬火方式使针阀体长度均有缩短的趋势,淬火方式对座面跳动量变化值的影响不大。针阀体经高压气体淬火后的内径、外径的变形量小于油中淬火。　　4.船用燃烧重油柴油机18CrNi8针阀体采用渗碳后直接淬火工艺,再经-80℃深冷后,残余奥氏体可以达到20%左右;采用二次加热淬火后再经-80℃~-120℃深冷处理,残余奥氏体含量可以降到10%以下。深冷处理的温度一般应控制在-120℃以内,时间在1~2个小时左右。　　5.船用燃烧重油18CrNi8针阀体淬火后的回火温度在180-200℃左右,经此温度回火后其硬度及金相组织符合技术要求。经过回火处理后的稳定化温度设定为120~150℃左右,时间应在10小时以上。　　6.船用燃烧重油的18CrNi8针阀体进过本文所研究的渗碳、淬火、回火和稳定化热处理工艺处理后,进行了台架试验和模拟柴油机工况试验,试验后针阀体的喷油状态正常,雾化效果良好,没有出现异常的情况。将按此工艺处理后的船用燃烧重油18CrNi8针阀体批量配成偶件,经用户装机使用,从用户处反馈的信息表明针阀体质量总体稳定,性能可靠,使用良好,达到了较高的水平。

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第1章绪论

1.1船用燃烧重油用柴油机及针阀体情况介绍

1.2当前针阀体热处理技术发展情况及现状

1.3 渗碳淬火后的冷处理技术发展情况及现状

1.4学位论文的研究内容及意义

第2章燃烧重油柴油机针阀体的制造、使用和失效情况

2.1 船用燃烧重油柴油机介绍

2.2 燃烧重油柴油机喷油器总成介绍

2.3 燃烧重油针阀偶件及针阀体介绍以及零件简图

2.4 船用燃烧重油柴油机针阀体服役条件分析

2.5 船用燃烧重油柴油机针阀体易出现的问题分析

2.6 船用燃烧重油柴油机针阀体加工工艺方案分析

2.7 船用燃烧重油柴油机针阀体国内外所用材料方案及发展情况分析

第3章 船用燃烧重油柴油机18CrNi8针阀体渗碳工艺研究

3.1 渗碳方案的确定

3.2 18CrNi8针阀体的密封箱式多用炉内固外气法气体渗碳试验

3.3 船用燃烧重油18CrNi8针阀体的真空渗碳试验

3.4 本章小结

第4章船用燃烧重油柴油机18CrNi8针阀体淬火试验

4.1 船用18CrNi8针阀体渗碳后的淬火方法及设备

4.2 船用18CrNi8针阀体淬火试验结果及讨论分析

4.3 淬火后的变形情况与分析

4.4 本章小结

第5章船用燃烧重油柴油机18CrNi8针阀体的深冷处理

5.1 船用18CrNi8针阀体冷处理工艺方案的选取

5.2 船用18CrNi8针阀体冷处理工艺试验方案

5.3 船用18CrNi8针阀体冷处理试验结果及分析

5.4 本章小结

第6章船用燃烧重油柴油机18CrNi8针阀体的回火处理

6.1 船用18CrNi8针阀体回火的目的及试验方案

6.2 船用18CrNi8针阀体回火试验结果及讨论分析

6.3 本章小结

第7章船用燃烧重油柴油机18CrNi8针阀体的试验及试用

7.1 船用燃烧重油18CrNi8针阀体台架试验

7.2 模拟柴油机的试验模式进行工况试验

7.3 试验后的情况及在用户处的使用情况

7.4 本章小结

第8章结论

致谢

参考文献

个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果