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孤鸿踏雪

船用发动机曲轴的气体氮碳共渗（摘要）
                        重庆潍柴发动机厂 谭文清 夏军生 朱建林 高长安
    1．曲轴材料及技术要求
    材料：45#钢（GB/T699-1999优质碳素结构钢）
    曲轴加工路线及形貌描述：锻造—正火—粗车—去应力退火—精车—去应力退火—粗磨—精磨—气体氮碳共渗处理—抛光、检验、入库；主轴颈Ф152mm，长2174mm, 单重：615kg
    技术要求：表面硬度≥450HV0.2，共渗层深度（DN）≥0.30mm，化合物层（白亮层）厚度Vs≥12μm，各主轴颈径向圆跳动（三支点）≤0.08mm，相邻两主轴颈径向圆跳动≤0.03mm。
    2．氮碳共渗使用设备
    在RJX-100-6Q双室气体渗氮炉内进行气体氮碳共渗处理，该渗氮路原用于柴油机零部件渗氮处理，采用马弗罩密封。原设备的进排气系统不能满足气体氮碳共渗要求，故需对其进行相应的改装。
    装炉方式为卧式装炉，采用V型铁装夹，每炉装2件，成并排排列。采用卧式装炉方式可以有效减少因曲轴自重引起的各开档畸变。
    3．工艺参数及过程控制
    气体氮碳共渗的气氛选择为NH3+Exo（放热式气体），进气量为NH3/3~4m³/h，Exo：2~3 m³/h。NH3由液氨瓶供应，而Exo由德国进口的放热式气体发生装置供应。该Exo气氛是由天然气和空气按1：8混合，发生不完全燃烧反应，其最终组成（体积分数）约为10％CO2，2.5％CO，2.5％H2，85％N2。同时，由于Exo气氛中CO含量较低，它与NH3混合进行氮碳共渗比采用吸热式气氛排出的废气中有毒物质HCN的含量低很多，而且制备成本也较低。
    工艺温度选择（550±5）℃，时间4~5h。
    曲轴随炉升温至400℃后，开始通入NH3，并保温1h，而后升温至550℃。当炉温升至550℃时通入Exo气体，并保持炉压为20~50mm水柱（约200~500pa）；共渗4~5h后断开电源，打开炉门，停止Exo的通入，继续通入NH3；当炉温降至350℃时，移走炉体，当炉温降至150℃时，吊开马弗罩，曲轴温度降至室温。
    4．检测结果
    表面硬度512~607HV0.2，DN=0.32~0.40mm，Vs=14~18μm。主轴颈径向圆跳动满足技术要求。

                                            ——摘自《金属热处理》（2011，No.5）