一种柴油发动机喷油嘴的多阶段渗氮热处理工艺及柴油发动机喷油嘴的制作方法

本发明涉及喷油嘴表面处理，具体涉及一种柴油发动机喷油嘴的多阶段渗氮热处理工艺及柴油发动机喷油嘴。

背景技术：

1、喷油嘴是柴油发动机的核心部件，它工作性能的好坏直接影响着柴油的喷雾效果，进而影响柴油机的动力性、经济性和使用可靠性。由于喷油嘴长期处于高温高压环境下工作，在工作过程中同时受到针阀的高频次冲击及高压燃油的冲击，服役环境恶劣，所以需要针阀偶件具有耐磨性、耐蚀性、尺寸稳定性。

2、喷油嘴材质选用4cr5mosiv1钢，为提高耐磨性、耐蚀性、尺寸稳定性，采用表面渗氮处理，由于渗氮处理后渗层组织可以分为两层: 氮化物层(亦称为白亮层) 和扩散层，氮化物层硬度大,脆性也很大；而扩散层的韧性比较大, 机械力学性能好。

3、喷油嘴渗氮后希望能获得较薄的氮化物层和较纯的扩散层，氮化物层硬度大，有效提高耐磨性,扩散层具有足够的强韧性，综合机械性能较好，有效提高疲劳强度，并防止变形失效，氮化物层有耐磨、耐蚀等优点，但如果氮化物层过厚，则脆性会比较高。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种柴油发动机喷油嘴的多阶段渗氮热处理工艺及柴油发动机喷油嘴，通过多阶段的渗氮工艺，以获得较薄的氮化物层和较纯的扩散层，提高喷油嘴的使用寿命。

2、本发明提供的一种柴油发动机喷油嘴的多阶段渗氮热处理工艺，包括以下步骤：

3、s1、将真空氮化炉内温度升至530-580℃，通入5-7 m³/h的氨气以及1-3 m³/h的氮气，对喷油嘴进行氮化处理，处理的时间为0.5-1.5 h；

4、s2、维持真空氮化炉温度不变，炉内通入5-7 m³/h的氨气及2-4 l/min的二氧化碳，对喷油嘴进行氮化处理；

5、s3、维持真空氮化炉温度不变，通入1-3 m³/h的氨气，对喷油嘴进行氮化处理；

6、s4、维持真空氮化炉温度不变，炉内通入5-7 m³/h的氨气及2-4 l/min的二氧化碳，对喷油嘴进行氮化处理；

7、s5、维持真空氮化炉温度不变，通入1-3 m³/h的氨气，对喷油嘴进行氮化处理；

8、s6、维持真空氮化炉温度不变，炉内通入5-7 m³/h的氨气及2-4 l/min的二氧化碳，对喷油嘴进行氮化处理；

9、s7、维持真空氮化炉温度不变，通入1-3 m³/h的氨气，对喷油嘴进行氮化处理，处理的时间为10-14 h；最后在n2气体保护下将喷油嘴冷却至100℃以下出炉。

10、在较优的技术方案中，步骤s2-s6中所述氮化处理的时间为3-5 h。

11、在较优的技术方案中，步骤s2-s6中所述氮化处理的时间为4 h。

12、在较优的技术方案中，步骤s1中通入6 m³/h的氨气以及2 m³/h的氮气。

13、在较优的技术方案中，步骤s2、s4、s6中通入6 m³/h的氨气及3 l/min的二氧化碳。

14、在较优的技术方案中，步骤s3、s5、s7中通入2 m³/h的氨气。

15、本发明还提供了上述工艺制备的柴油发动机喷嘴。

16、本发明技术方案具有如下优点：

17、本发明提供的渗氮工艺采用多阶段渗氮热处理工艺，严格控制氮化物层厚度和渗氮层深度，所得工件的有效氮化层为0.24-0.26mm，白亮层厚度为0.008-0.016mm，其表面硬度、渗氮深度、氮化物层厚度、心部硬度等技术指标完全符合设计要求。

技术特征：

1.一种柴油发动机喷油嘴的多阶段渗氮热处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种柴油发动机喷油嘴的多阶段渗氮热处理工艺，其特征在于，步骤s2-s6中所述氮化处理的时间为3-5 h。

3.根据权利要求1所述的一种柴油发动机喷油嘴的多阶段渗氮热处理工艺，其特征在于，步骤s1中通入6 m³/h的氨气以及2 m³/h的氮气。

4.根据权利要求1所述的一种柴油发动机喷油嘴的多阶段渗氮热处理工艺，其特征在于，步骤s2、s4、s6中通入6 m³/h的氨气及3 l/min的二氧化碳。

5.根据权利要求1所述的一种柴油发动机喷油嘴的多阶段渗氮热处理工艺，其特征在于，步骤s3、s5、s7中通入2 m³/h的氨气。

6.权利要求1-5任一项所述的一种柴油发动机喷油嘴的多阶段渗氮热处理工艺所制备的柴油发动机喷油嘴。

技术总结
本发明公开了一种柴油发动机喷油嘴的多阶段渗氮热处理工艺及柴油发动机喷油嘴。该工艺包括以下步骤：S1、将真空氮化炉内温度升至530‑580℃，通入5‑7m³/h的氨气以及1‑3 m³/h的氮气，对喷油嘴进行氮化处理；S2、维持真空氮化炉温度不变，通入5‑7 m³/h的氨气及2‑4L/min的二氧化碳，进行氮化处理；S3、通入1‑3m³/h的氨气，进行氮化处理；步骤S4‑S6：重复步骤S2、S3、S2；S7、通入1‑3m³/h的氨气，氮化处理时间为10‑14h；最后在N<subgt;2</subgt;气体保护下将喷油嘴冷却至100℃以下出炉。本发明制备的渗氮层表面硬度、渗氮深度、氮化物层厚度、芯部硬度等符合设计要求。

技术研发人员：胡永乐,杉山辉阳,仝永刚,郭亮乾
受保护的技术使用者：长沙理工检测咨询有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12