基本介紹
介紹,技術需求,存在問題,處理方法,工藝分析,結論,
介紹
合金鋼廣泛用於各種機械零部件、結構部件中，在實踐生產中，由於合金鋼含有合金元素，當產品結構有力學性能及工藝性能要求時，合金鋼則通常採取調質（淬火+回火）的熱處理工藝，該工藝的缺陷在於：
（1）生產周期漫長，工藝過程複雜；
（2）調質產生的成本費用高，限制產品的適用範圍；
（3）經過調質熱處理後，產品發生形變，尺寸精度大幅下降；
（4）產品表面光潔度下降，並且伴有脫碳現象發生。
技術需求
液壓缸筒是液壓油缸的重要組成部分，是將液壓能轉變為機械能、做直線往復運動（或擺動運動）的液壓執行元件。用它來實現往復運動時，可免去減速裝置，並且沒有傳動間隙，運動平穩，因此在各種機械液壓系統中得到廣泛套用。液壓缸基本上由缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置、緩衝裝置組成，液壓缸輸出力和活塞有效面積及其兩邊的壓差成正比，而缸筒是形成內腔盛裝流體的關鍵元件，因此液壓缸筒耐承受壓力、耐磨性、表面光潔度等性能對液壓油缸的壽命起到關鍵性作用。
鑒於上述，在製作液壓缸筒時，對製作液壓缸筒所需鋼管的技術條件都做出了明確的限定。
存在問題
鋼管性能完全能夠滿足油缸筒技術要求，但存在以下嚴重缺陷：
（1）鋼管經過調質（或正火）後，由於受高溫加熱影響，鋼管表面產生氧化鐵皮（Fe2O3及Fe3O4），粗糙度急劇下降，表面粗糙度由3.2μm 降低為12.5μm，不能滿足製作油缸筒技術需求；
（2）經過高溫淬火時，受到冷卻介質急冷因素影響，瞬間產生熱脹冷縮的現象，以及冷拔鋼管本身殘餘應力差，原本幾何尺寸精準的鋼管在經過調質後產生較大形變，外徑膨脹接近0.9mm、內徑膨脹接近0.8mm、橢圓度膨脹接近0.7mm，幾何尺寸精度已經遠遠達不到油缸筒技術要求，不能滿足製作油缸筒技術需求；
（3）雖然在調質（或正火）熱處理時能夠降低或減少鋼管表面脫碳現象，降低脫碳層的深度，但是，由於上述採取的工藝均屬於高溫熱處理工藝，因此脫碳現象無法避免。而碳元素在鋼中起到提高材料屈服點、抗拉強度以及耐磨性等作用，所以脫碳現象直接影響到缸筒的耐磨性、強度、硬度等綜合性能。
處理方法
（1）對熱軋圓鋼管進行外表面拋光、內孔珩磨；
（2）對熱軋鋼管採取完全退火熱處理工藝：880～900℃，保溫50～60min。
（3）對熱軋鋼管採取表面潤滑後進行拉拔；
（4）對冷加工狀態下油缸筒用鋼管採取時效熱處理工藝：300～320℃，保溫250～300min。
工藝分析
鋼管經過冷拔後，冷加工硬化狀態下，抗拉強度、屈服強度、延伸率、斷面收縮率，以及衝擊和硬度指標遠不能達到製作油缸筒所需技術要求，唯一解決辦法是採取合適的熱處理工藝。
通過多次反覆實踐試驗，並進行分析論證，充分利用合金鋼含有合金元素具備淬透性強的特性， 採取低溫長時間保溫，以達到沉澱硬化目的的時效處理工藝。
當鋼管冷加工時金屬晶粒呈縱向滑移伸長產生錯位，在冷加工硬化的基礎上，時效熱處理時，變形的晶粒形成多邊化的亞結構，當晶粒得到沉澱硬化時，鋼管力學性能和工藝性能得到全面提高， 完全滿足液壓缸筒所需強度高、硬度高、耐磨性好、塑性強、承受壓力大等技術條件。並且， 該工藝由於時效熱處理時加熱溫度較低，鋼管表面無氧化皮和脫碳現象發生，有效地保障了鋼管表面光潔度和碳含量；同時，由於加熱溫度較低和加熱均勻，不存在產生形變的現象，能有效保障鋼管的幾何尺寸精度。
結論
通過時效處理熱處理工藝， 液壓油缸筒用鋼管具備以下優勢：
（1）鋼管具有強度高、硬度高、耐磨性好、塑性強、承受壓力大等性能優勢；
（2）鋼管具有表面光潔度高的優點，以及鋼管無脫碳現象；
（3）鋼管具有幾何尺寸精度高、無變形優點；
（4）鋼管具有生產周期短，工藝方便操作和執行等優勢。
