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最近几十年,随着交通事业的发展,国内外汽车工业突飞猛进,柴油发动机由于动力性能好,逐步成为现在车用动力的主流。作为柴油发动机的“心脏”——燃油喷射系统的主要关键件,喷油泵也在不断地升级换代。我公司的喷油泵产品经历了I号泵、A型泵、PW泵和PW2000泵,每一次产品升级意味着要求喷油泵提供更高的喷油压力,以使柴油燃烧更充分,为柴油机提供更强劲的动力,同时使尾气排放达到更高要求——欧II排放标准。喷油压力的提高,对喷油泵内零部件的加工工艺和加工质量提出了更高要求。热处理作为提高和改善喷油泵零件机械性能的有效手段,在产品设计和零件加工过程中一直受到非常重视。零件的材料和热处理工艺是否合理,将直接关系到喷油泵的使用性能与安全可靠性能。本文主要围绕PW2000喷油泵在产品开发初期碰到的凸轮轴热处理后达不到技术要求和热处理工艺需要改进这两个课题展开工艺探讨。通过借鉴德国博世公司PS7100喷油泵,用16MnCr5(DIN)钢替代20Cr钢作为PW2000喷油泵凸轮轴的材料。在热处理工艺试验中,选用控制先进的爱协林VKES5/1箱式多用炉作为渗碳、淬火工艺设备替代原来工艺落后的井式渗碳炉和盐浴炉,渗碳、淬火气氛为可控气氛氮-甲醇+丙烷。经过大量的工艺试验、推导和分析,优选出适合于PW2000喷油泵凸轮轴的渗碳工艺参数:温度920±10℃,保温时间600min,渗碳碳势1.10±0.1%C;淬火工艺参数:温度825±10℃,保温时间120min,渗碳碳势0.85±0.1%C。通过凸轮轴在4种淬火油中的淬火工艺试验对比选出KR228快速淬火油作为淬火介质。利用上述参数进行渗碳、淬火、回火后,不仅硬度和硬化层深度达到了技术要求,而且在零件表面获得了回火马氏体+少量残余奥氏体+细点状碳化物,在心部获得低碳马氏体+索氏体+部分铁素体,并获得了较平缓的硬化层曲线。作者还改进了渗碳保护套的设计,将锥孔改为直孔,解决了以往保护套因变形难以取下的问题。通过增加预热、改淬油时全程快搅为先快搅后慢搅的措施来减小零件变形。该工艺已经应用于生产实际,累计已生产出30万支合格的PW2000喷油泵凸轮轴。