一种活塞的热处理工艺
阅读说明：本技术 一种活塞的热处理工艺 (Heat treatment process of piston ) 是由 谢艳云 邱佳 刘少娟 于 2021-01-26 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种活塞的热处理工艺,涉及活塞热处理技术领域,所述活塞的热处理工艺包括如下步骤：S1,渗碳,首先将工件置入具有活性渗碳介质当中,随后加热到850-950℃的单相奥氏体区,保温5-11小时后,使渗碳介质中分解出的活性碳原子渗入工件表层；S2,一次退火,随后将工件放入热处理炉中加热到共析温度进行退火,退火完成后进行保温操作,保温完成后,再进行降温操作,降温完成后出炉空冷；S3,二次退火,随后再将工件加热到共析温度进行第二次退火,随后保温2-4h,再降温至500-600℃,再加热至745℃,再降温至580℃,以上通过在工件表面生成表层高碳,从而加强工件的结构强度,同时生产过程中稳定性好,且能耗较低,利于实际的使用。(The invention provides a heat treatment process of a piston, which relates to the technical field of heat treatment of pistons, and comprises the following steps: s1, carburizing, namely firstly putting the workpiece into an active carburizing medium, then heating the workpiece to a single-phase austenite region with the temperature of 850-950 ℃, and after heat preservation is carried out for 5 to 11 hours, enabling active carbon atoms decomposed from the carburizing medium to permeate into the surface layer of the workpiece; s2, primary annealing, then putting the workpiece into a heat treatment furnace to be heated to a eutectoid temperature for annealing, carrying out heat preservation operation after annealing is finished, carrying out cooling operation after heat preservation is finished, and discharging from the furnace for air cooling after cooling is finished; s3, secondary annealing, heating the workpiece to eutectoid temperature for secondary annealing, preserving heat for 2-4h, cooling to 500-600 ℃, reheating to 745 ℃, and cooling to 580 ℃, wherein the surface layer high carbon is generated on the surface of the workpiece, so that the structural strength of the workpiece is enhanced, and meanwhile, the stability in the production process is good, the energy consumption is low, and the practical use is facilitated.)
技术领域
本发明涉及活塞热处理
技术领域
，尤其涉及一种活塞的热处理工艺。背景技术
热处理是将金属材料放在一定的介质内加热、保温和冷却，通过改变材料表面或内部的金相组织结构，来控制其性能的一种金属热加工工艺。热处理工艺包括加热、保温和冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接，不可间断。加热是热处理的重要工序之一。金属热处理的加热方法很多，最早是采用木炭和煤作为热源，进而应用液体和气体燃料。电的应用使加热易于控制，且无环境污染。利用这些热源可以直接加热，也可以通过熔融的盐或金属，以至浮动粒子进行间接加热。
目前现有的活塞热处理工艺在实际应用过程中，存在加工出的活塞硬度较低的问题，实际使用过程中，活塞容易崩裂，同时活塞的抗磨性能也较差，长期使用过程中，活塞表面容易留下划痕。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种活塞的热处理工艺。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种活塞的热处理工艺，所述活塞的热处理工艺包括如下步骤：
S1，渗碳，首先将工件置入具有活性渗碳介质当中，随后加热到850-950℃的单相奥氏体区，保温5-11小时后，使渗碳介质中分解出的活性碳原子渗入工件表层；
S2，一次退火，随后将工件放入热处理炉中加热到共析温度进行退火，退火完成后进行保温操作，保温完成后，再进行降温操作，降温完成后出炉空冷；
S3，二次退火，随后再将工件加热到共析温度进行第二次退火，随后保温2-4h，再降温至500-600℃，再加热至745℃，再降温至580℃；
S4，正火，将工件加热到900-940℃，保温2-3h，随后批量装炉后在进行空冷；
S5，等温淬火，将工件加热到855-865℃，再放入250-310℃熔盐中保温1.2-2.5h；
S6，回火，将工件进行回火处理，冷却至室温获得珠光体含量大于60％的工件；
S7，冰冻，将工件冷却到零下50℃，并保持3h-4h，在将工件空冷至室温，随后即可将工件取出。
进一步的，在S1中，所述活性碳原子渗入工件表层后，可以在所述工件表面生成表层高碳。
进一步的，在S2中，所述共析温度为720-920℃，所述保温时长为2.1-2.5h，所述降温的温度为420-660℃。
进一步的，在S2中，所述出炉空冷的时长为1h。
进一步的，在S5中，所述熔盐为KNO3、NaNO2和NaNO3的混合物，所述KNO3、NaNO2和NaNO3之间的质量比为53：40：7。
进一步的，在S6中，所述回火的温度为510-590℃，保温时间为2-3h。
进一步的，在S6中，所述工件冷却到室温后，再将所述工件静置2h。
进一步的，在S7中，所述空冷时间为5h，所述工件在取出时，通过夹手将工件竖直夹出。
相比于现有技术，通过在工件表面生成表层高碳，从而加强工件的结构强度，同时表层高碳可以有效防止工件被划伤，进而使得工件的使用寿命得到一定程度上的延长，同时本发明在实际应用时，具有生产效率高的特性，同时生产过程中稳定性好，且能耗较低，符合环保理念，并且污染较少，利于环保，同时生产出的产品品质较为稳定，利于实际的使用。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
图1为本发明提出一种活塞的热处理工艺的步骤图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一，参阅图1，该活塞的热处理工艺包括如下步骤：
S1，渗碳，首先将工件置入具有活性渗碳介质当中，随后加热到850℃的单相奥氏体区，保温5小时后，使渗碳介质中分解出的活性碳原子渗入工件表层；
S2，一次退火，随后将工件放入热处理炉中加热到共析温度进行退火，退火完成后进行保温操作，保温完成后，再进行降温操作，降温完成后出炉空冷；
S3，二次退火，随后再将工件加热到共析温度进行第二次退火，随后保温2h，再降温至500℃，再加热至745℃，再降温至580℃；
S4，正火，将工件加热到925℃，保温2h，随后批量装炉后在进行空冷；
S5，等温淬火，将工件加热到855℃，再放入250℃熔盐中保温1.2h；
S6，回火，将工件进行回火处理，冷却至室温获得珠光体含量大于60％的工件；
S7，冰冻，将工件冷却到零下50℃，并保持3h，在将工件空冷至室温，随后即可将工件取出。
优选的，在S1中，所述活性碳原子渗入工件表层后，可以在所述工件表面生成表层高碳。
优选的，在S2中，所述共析温度为720℃，所述保温时长为2.1h，所述降温的温度为420℃。
优选的，在S2中，所述出炉空冷的时长为1h。
优选的，在S5中，所述熔盐为KNO3、NaNO2和NaNO3的混合物，所述KNO3、NaNO2和NaNO3之间的质量比为53：40：7。
优选的，在S6中，所述回火的温度为510℃，保温时间为2h。
优选的，在S6中，所述工件冷却到室温后，再将所述工件静置2h。
优选的，在S7中，所述空冷时间为5h，所述工件在取出时，通过夹手将工件竖直夹出。
实施例二，参阅图1，该活塞的热处理工艺包括如下步骤：
S1，渗碳，首先将工件置入具有活性渗碳介质当中，随后加热到860℃的单相奥氏体区，保温7小时后，使渗碳介质中分解出的活性碳原子渗入工件表层；
S2，一次退火，随后将工件放入热处理炉中加热到共析温度进行退火，退火完成后进行保温操作，保温完成后，再进行降温操作，降温完成后出炉空冷；
S3，二次退火，随后再将工件加热到共析温度进行第二次退火，随后保温3h，再降温至510℃，再加热至745℃，再降温至580℃；
S4，正火，将工件加热到905℃，保温2.5h，随后批量装炉后在进行空冷；
S5，等温淬火，将工件加热到857℃，再放入305℃熔盐中保温1.4h；
S6，回火，将工件进行回火处理，冷却至室温获得珠光体含量大于60％的工件；
S7，冰冻，将工件冷却到零下50℃，并保持3.2h，在将工件空冷至室温，随后即可将工件取出。
优选的，在S1中，所述活性碳原子渗入工件表层后，可以在所述工件表面生成表层高碳。
优选的，在S2中，所述共析温度为735℃，所述保温时长为2.2h，所述降温的温度为460℃。
优选的，在S2中，所述出炉空冷的时长为1h。
优选的，在S5中，所述熔盐为KNO3、NaNO2和NaNO3的混合物，所述KNO3、NaNO2和NaNO3之间的质量比为53：40：7。
优选的，在S6中，所述回火的温度为520℃，保温时间为2.2h。
优选的，在S6中，所述工件冷却到室温后，再将所述工件静置2h。
优选的，在S7中，所述空冷时间为5h，所述工件在取出时，通过夹手将工件竖直夹出。
实施例三，参阅图1，该活塞的热处理工艺包括如下步骤：
S1，渗碳，首先将工件置入具有活性渗碳介质当中，随后加热到870℃的单相奥氏体区，保温7小时后，使渗碳介质中分解出的活性碳原子渗入工件表层；
S2，一次退火，随后将工件放入热处理炉中加热到共析温度进行退火，退火完成后进行保温操作，保温完成后，再进行降温操作，降温完成后出炉空冷；
S3，二次退火，随后再将工件加热到共析温度进行第二次退火，随后保温2.8h，再降温至509℃，再加热至745℃，再降温至580℃；
S4，正火，将工件加热到933℃，保温2.8h，随后批量装炉后在进行空冷；
S5，等温淬火，将工件加热到858℃，再放入260℃熔盐中保温2h；
S6，回火，将工件进行回火处理，冷却至室温获得珠光体含量大于60％的工件；
S7，冰冻，将工件冷却到零下50℃，并保持4h，在将工件空冷至室温，随后即可将工件取出。
优选的，在S1中，所述活性碳原子渗入工件表层后，可以在所述工件表面生成表层高碳。
优选的，在S2中，所述共析温度为790℃，所述保温时长为2.3h，所述降温的温度为550℃。
优选的，在S2中，所述出炉空冷的时长为1h。
优选的，在S5中，所述熔盐为KNO3、NaNO2和NaNO3的混合物，所述KNO3、NaNO2和NaNO3之间的质量比为53：40：7。
优选的，在S6中，所述回火的温度为540℃，保温时间为3h。
优选的，在S6中，所述工件冷却到室温后，再将所述工件静置2h。
优选的，在S7中，所述空冷时间为5h，所述工件在取出时，通过夹手将工件竖直夹出。
实施例四，参阅图1，该活塞的热处理工艺包括如下步骤：
S1，渗碳，首先将工件置入具有活性渗碳介质当中，随后加热到950℃的单相奥氏体区，保温11小时后，使渗碳介质中分解出的活性碳原子渗入工件表层；
S2，一次退火，随后将工件放入热处理炉中加热到共析温度进行退火，退火完成后进行保温操作，保温完成后，再进行降温操作，降温完成后出炉空冷；
S3，二次退火，随后再将工件加热到共析温度进行第二次退火，随后保温4h，再降温至600℃，再加热至745℃，再降温至580℃；
S4，正火，将工件加热到940℃，保温3h，随后批量装炉后在进行空冷；
S5，等温淬火，将工件加热到865℃，再放入310℃熔盐中保温2.5h；
S6，回火，将工件进行回火处理，冷却至室温获得珠光体含量大于60％的工件；
S7，冰冻，将工件冷却到零下50℃，并保持4h，在将工件空冷至室温，随后即可将工件取出。
优选的，在S1中，所述活性碳原子渗入工件表层后，可以在所述工件表面生成表层高碳。
优选的，在S2中，所述共析温度为920℃，所述保温时长为2.5h，所述降温的温度为660℃。
优选的，在S2中，所述出炉空冷的时长为1h。
优选的，在S5中，所述熔盐为KNO3、NaNO2和NaNO3的混合物，所述KNO3、NaNO2和NaNO3之间的质量比为53：40：7。
优选的，在S6中，所述回火的温度为590℃，保温时间为3h。
优选的，在S6中，所述工件冷却到室温后，再将所述工件静置2h。
优选的，在S7中，所述空冷时间为5h，所述工件在取出时，通过夹手将工件竖直夹出。
取上述实施例一到四制备成的工件进行如下性能测试：
硬度性能测试：在HRS-150洛氏硬度计上进行硬度测试，试验加载力为150kg，试验力保荷时间为8s。
拉伸性能测试：按照GBT228.1-2010《金属材料拉伸试验》加工成拉伸试样，实验时的拉伸速度为2mm/min，引伸计为Y25/5-N型，精度等级0.5。
冲击性能测试：通过线切割机将试样制备成标准冲击试样，试样尺寸偏差应该根据GB/T229-1994规定，严格控制形状、尺寸和表面粗糙度。
结果如表1所示。
表1性能测试数据
试样
HRC
抗拉强度(MPa)
屈服强度(MPa)
冲击功(J)
实施例一
48.8
989
596
156
实施例二
47.6
976
582
146
实施例三
45.8
968
559
145
实施例四
46.1
912
586
155
由表1数据可知，实施例一至实施例四都具有良好的性能，且实施例一为最优选实施例，其硬度可达48.8HRC，强度最高。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
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