石油钻井市场内，对于内孔需要较高耐磨性和良好耐蚀性的零件，传统工艺一般采用镀铬处理，将零件其他部位加工到成品尺寸后包覆绝缘层，再进行镀铬处理，镀铬工艺采用含量高、氧化性强的铬酸酐，危害人体和污染环境，且镀铬溶液的阴极效率低，大量电流消耗于析出氢气的反应，浪费能源。现有的激光熔覆技术，通过熔敷合金粉，可以对零件外表面或内表面端部进行耐磨防腐处理，但对于零件内孔的中间部位，若孔径小且深，操作极难，也无法满足要求。因此，必须采用一种环保高效的工艺，来解决零件内孔的耐磨防腐问题。
1．试验研究
本文采用氮碳共渗盐浴复合处理技术，即在一定温度下，将零件放入渗氮炉盐浴中，渗氮盐中的氰酸根分解产生的N、C原子可在零件表面形成铁的化合物层和扩散层，然后再将零件放入氧化炉盐浴中以形成黑色氧化膜层，因此零件表面为由金属元素的氮化物和氧化物组成的复合渗层，表面硬度大幅度提高，摩擦因数低，表面的电极电位也得到提高，使产品表面形成耐磨防腐层。
零件原材料选用调质中碳钢42CrMo，投料尺寸4140mm×676mm，进行以下加工：下料→粗加工→调质处理→第一次粗加工，车去氧化皮→半精如工，将零件耐磨防腐处理部位加工成形→氮碳共渗盐浴复合处理→第二次粗加工→精加工→检验。氮碳共渗盐浴复合
处理技术工艺路线为：清洗去油→装夹→预热→盐浴渗氮→盐浴氧化→空冷→水洗。
其中，调质前尺寸为4136mm×孔460mm×674mm，调质处理参数如下：840 - 855℃
淬火加热保温120 - 140min，在水基淬火冷却介质中冷却3-5min后转油冷却，590 - 610℃
回火加热保温150 - 170min后水冷，调质处理后表面硬度为31 8- 33IHBW。进行氮碳共渗盐浴复合处理的温度必须低于调质处理的回火温度，以保证氮碳共渗常规热处理盐浴复合处理后，零件的基体性能满足工具使用要求。因其他部位具有高的硬度易引起产品失效，所以零件为半成品进行氮碳共渗盐浴复合处理，处理完后进行第二次粗加工，用超硬刀具车去不需要耐磨防腐处理部位的氮碳共渗硬化层。零件配带同炉试料块，进行相关性能检测。
2．性能检测
（1）对氮碳共渗盐浴复合处理后的零件进行力学性能检测，结果见附表。结果表明，严格控制好调质回火温度及氮碳共渗盐浴复合处理温度，经过氮碳共渗盐浴复合处理后，零件的基体材料力学性能优良，仍能满足产品使用要求。

3．应用实施
将零件装配在产品上，该零件内腔充满液体，锥体活塞在其内部运动，利用液压工作原理来进行作业，其中，锥体活塞表面进行了强化，表面硬度为45 -50HRC。装配后在试验架上进行耐唐性检测，在550kN下作业300次，总共装配了两件零件进行测试，作业过程无任何故障，效果良好。作业后检测零件内孔工作部位尺寸，直径上变化了0.01 - 0.03mm，尺寸变化极小，观察零件内孔表面，光滑无任何毛刺；锥体活塞对磨面光滑，无任何擦痕，即零件耐磨性优良。
青岛丰东的氮化+氧化技术可以取代盐浴氮化，并在汽车、石油机械、工程机械应用广泛。
青岛丰东热处理提供热处理服务，可为客户提供化学热处理(渗碳、渗氮、碳氮共渗)、真空热处理、等离子热处理(离子渗氮)、常规热处理(含深冷处理)等四大领域的热处理加工服务。欢迎新老客户来电咨询，电话：4006577217。
“青岛丰东热处理”微信公众号提供的热处理行业动态及资讯，欢迎关注。