柱塞泵零件热处理工艺优化

柱塞泵的结构比齿轮泵和叶片泵的结构要复杂，其零件加工精度要求高。为了确保使用寿命，需要更好的耐磨性。因此，在选材和热处理方面的要求也更高。柱塞泵的主要零件有配油盘、缸套、柱塞、回程盘、斜盘和传动轴等。下面，选择几例热处理难度较大的零件，阐述其选材、制造工艺路线以及热处理的工艺设计。

1.柱塞泵缸套的热处理工艺设计

（1）缸套所用材料及热处理技术要求

1）图8-11所示缸套用料为GCr15钢。

2）热处理技术要求：见图8-11所示的局部淬火，硬度为60～65HRC。

（2）制造工艺路线：锻造→球化退火（硬度为241～290HBW）→机械加工（车外圆和内孔达图样尺寸精度要求）→淬火→回火→抛光→成品。

（3）热处理工艺性分析GCr15钢为滚动轴承钢，其淬火加热温度敏感性较强，因此淬火加热时要严格控制加热温度，否则容易发生过热。虽然缸套直径较大和壁厚较薄容易产生淬火变形，但由于局部淬火且用油冷却，只要操作平稳，则变形问题不大。

图8-11 柱塞泵缸套

（4）热处理工艺方法及工艺参数设计

1）球化退火：在RQ3-30-9型电阻炉中于790～810℃加热，保温4h后炉内降温到700℃，保温4～5h，炉冷到600℃以下出炉。

2）淬火：在彻底脱氧的RDM-20-8型中温盐浴炉中于840～860℃局部（30mm淬火区）加热，保温10min后油中冷却。

3）回火：在RJJ-36-6型低温井式电阻炉中于170～190℃加热，保温2.0～3.0h后空冷。

（5）处理结果 淬火区表面硬度为62～64HRC。

2.新型柱塞泵保持架热处理工艺设计

（1）保持架所用材料及热处理技术要求

1）图8-12所示保持架用料为20Cr3MoWV钢。

2）热处理技术要求：F₁、F₂、F₃表面渗氮层深度0.25～0.35mm（其余表面不渗氮）；渗氮表面硬度≥800HV；心部硬度为30～35HRC；平面度（平面跳动量）≤0.03mm。

（2）制造工艺路线：锻造→退火（硬度≤229HBW）→机械加工（粗车全形，预留精车余量0.5～0.8mm）→调质处理（硬度为28～32HRC）→机械加工（精车全形达图样精度要求）→稳定化处理（去应力退火）→不渗氮部位镀铜→渗氮→除铜→研磨（平面跳动量达要求）→成品。

图8-12 新柱塞泵保持架

（3）热处理工艺性分析 20Cr3MoWV为低碳马氏体超高强度钢，其热处理工艺性极好（淬透性好，过热敏感性和变形敏感性均很小），虽然保持架直径较大和壁厚较薄容易产生变形，但由于材料抗变形阻力好（屈服强度高），只要生产过程严格执行工艺流程则变形问题不大。

（4）热处理工艺方法及工艺参数的设计(www.xing528.com)

1）正火＋高温回火：在RQ3-30-9型电阻炉中于880～900℃加热，透烧后空冷；在RQ3-30-9型电阻炉中于660～680℃加热，透烧后随炉冷却（硬度≤229HBW）。

2）调质处理（真空淬火＋真空回火）：在ZC2-30型双室油淬真空炉中于890～910℃加热，保温0.5h后油冷淬火。在HZR-24型真空正压回火炉中于610～630℃加热，保温2h油冷（硬度为28～32HRC）。

3）稳定化处理（去应力退火）：在RJJ-36-6型低温井式电阻炉中于540～560℃加热，保温3.5～4.0h后炉冷。

4）气体渗氮：在RN-30-6型井式气体渗氮炉中，全程通入氨气并采用两段法渗氮：

第一阶段于510～530℃保温7～8h（氨分解率为20％～30％）；第二阶段于540～560℃保温7～8h（氨分解率为35％～50％）。

（5）处理结果 同炉试样检测结果：渗氮层深度为0.25～0.3mm；表面硬度为920～950HV，心部硬度为29～33HRC。

3.新型柱塞泵柱塞热处理工艺设计

（1）柱塞所用材料及热处理技术要求

1）图8-13所示柱塞用料为30Cr3MoA钢。

2）热处理技术要求：表面渗氮层深度为0.40～0.52mm；渗氮表面硬度≥700HV；心部硬度为30～35HRC。

（2）制造工艺路线：从热轧圆钢下料→机械加工（粗车全形，预留精车余量0.5～0.8mm）→调质处理（硬度为28～32HRC）→机械加工（精车全形达图样精度要求）→稳定化处理（去应力退火）→渗氮→研磨（达图样要求的尺寸精度）→成品。

图8-13 柱塞泵柱塞

（3）热处理工艺性分析30Cr3MoA为低碳马氏体高强度钢，其热处理工艺性较好（淬透性好，过热敏感性和变形敏感性均较小），不难满足热处理各项技术要求。

（4）热处理工艺方法及工艺参数的设计

1）退火：在RQ3-30-9型电阻炉中于880～900℃加热，透烧后空冷；在RQ3-30-9型电阻炉中于660～680℃加热，透烧后随炉冷却（硬度≤229HBW）。

2）调质处理：在RQ3-30-9型电阻炉中于890～910℃加热，透烧（约70～80min）后油冷淬火。在RQ3-30-9型电阻炉中于560～600℃加热，透烧后油炉冷却。（硬度为28～32HRC）。

3）稳定化处理（去应力退火）：在RJJ-36-6型低温井式电阻炉中于540～560℃加热，保温3.5～4.0h后炉冷。

4）气体渗氮：在RN-30-6型井式气体渗氮炉中，全程通入氨气并采用两段渗氮法：第一阶段（510±5）℃，保温26h（氨分解率为15％～30％）；第二阶段（540±5）℃保温26h（氨分解率为35％～50％），随炉冷却，其工艺曲线如图8-14所示。

图8-14 柱塞气体渗氮工艺曲线

（5）处理结果 同炉试样检测结果：渗氮层深度为0.42～0.50mm；表面硬度为720～750HV，心部硬度为30～35HRC。