氮化热处理技术在工艺美术的应用

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1、氮化热处理技术在工艺美术的应用----工艺美术论文-->氮化热处理技术在工艺美术的应用Abstract:DuringthetechnicalalterationofshiplockbytheadministrationdepartmentofJiangsuprovince,thenitrdingheattreadmenttechnicsprovethecorrosionresistanceandtheresistanceagainstimpact,thusitimprovestheserviceperformanceofm

2、ovingpartsintheimportantshiplockandprolongstheheavyrepaidperiodsofshiplock.Theexperimentandpracticeindicatesthatthebearingsocketmadeby38CrMoAlAtreatedovingpartscansafelyoperateover2hundredthousandtimesovingparts;nitrding;abrasion摘要：利用氮化热处理工艺提高钢的耐磨性能与疲劳强度,改善耐蚀性能和抗擦

3、伤性,可大幅度提高重要船闸运转件摩擦副使用性能,延长船闸的大修周期。实验及实践应用表明,经氮化处理后的38CrMoAlA钢制作的蘑菇头帽、蘑菇头摩擦副在水润滑状态下可安全运转20万次以上。关键词：船闸；运转件；氮化；磨损运用于船闸中闸、阀门运转处的零部件(简称运转件)需要具有良好耐磨性、抗疲劳强度、耐蚀性和抗擦伤性能,以保证船闸的安全运行,延长船闸的大修周期。要保证运转件的上述性能,必须保证零件表面得到高硬度和高耐磨性,同时心部要有强而韧的组织。1.问题的提出江苏省交通部门管理的省属船闸到2005年底有55座,这些船闸主要

4、分布在干线航道上,承担的运输任务十分繁忙,处于重要航道上的船闸每天需开50个以上的闸次。由于大多数船闸为20世纪80年代以前建造的,技术含量偏低,不能适应船闸频繁开启的需要。许多船闸由于运转件故障,经常停航进行抢修或提前抽水大修,给水上运输带来一定的影响。如京杭大运河苏北段10座80年代建造的二线船闸,基本上都是使用约5万闸次后,因运转件磨损失效而停航大修。国内外大多数人字门(三角门)船闸蘑菇头摩擦副材料匹配的基本情况是:蘑菇头用低合金钢制作,蘑菇头帽为铸造铜合金制作。从多年使用的情况来看,使用铸造青铜制作的蘑菇头帽耐磨性

5、能较差,一般运转3万~4万次就报废。运转件不耐磨的主要原因是:①运转件摩擦副匹配不当;②铸件、锻件制作缺陷;③运转件没有进行热处理或热处理不合理;④摩擦副处于无润滑或润滑不良状态。20世纪90年代初期,为了解决人字门(三角门)船闸水下运转件蘑菇头摩擦副的磨损问题,结合船闸的技术改造,我们在材料的匹配上进行了改革,决定采用锻造合金钢制作蘑菇头及蘑菇头帽,取代过去的钢对铸铜的摩擦副。2.氮化工艺的实际应用氮化工艺具有提高钢的表面硬度,增强其抗粘着磨损能力的特性。另外,它还具有处理温度低,零件变形量小的优点[1]。2•

6、;138CrMoAlA氮化钢38CrMoAlA钢系传统采用的氮化钢,具有良好的氮化工艺性能和综合力学性能。经氮化处理后表面硬度可达HV950~1200,并具有较高的抗疲劳强度和抗腐蚀能力[2]。人字门(三角门)船闸底枢中的蘑菇头轴瓦称为蘑菇头帽。1995年前江苏交通部门管理的省属船闸水下运转件摩擦副均在水润滑状态下工作,1995年后开始采用ZB1-M16多点润滑泵对船闸各摩擦副进行润滑。1993年为了解决蘑菇头摩擦副在水润滑状态下的耐磨问题,我们开始采用38CrMoAlA氮化钢来制作蘑菇头帽。从船闸大修中拆下的蘑菇头摩擦副

7、磨损情况看,水润滑状态下运转20万次以上,表面磨损在0.5mm之内,还在安全使用的范围内。而采用ZC-uAl10Fe3铸造青铜制作的蘑菇头帽,同等条件下,运转5万闸次工作表面磨损达8mm以上。实践证明,用38CrMoAlA钢制作的蘑菇头帽使用寿命大大高于ZCuAl10Fe3铸造青铜。钢对钢摩擦副材料的匹配是:蘑菇头为40Cr、表面淬火处理HRC50,蘑菇头帽为38CrMoAlA、氮化处理HV900。目前,这种蘑菇头摩擦副材料的匹配形式已成功地用于近30余座船闸的技术改造中。在设计时相应地降低运转件的表面粗糙度,并采取合理的

8、加工工艺,才能确保提高摩擦副的减磨性能。下面是38CrMoAlA钢的蘑菇头帽加工工艺流程:锻坯→退火→调质→粗车→稳定回火→粗车→精车→开油槽→粗磨→氮化→精磨。退火处理是为了消除锻造应力,调质处理可使锻坯的晶粒细化,确保氮化能达到最佳效果。粗车后的稳定回火是为了消除内应力,使工件的精度得到保证。氮化前