柴油機噴油器針閥偶件進行中頻感應加熱設備熱處理后為什么會出現卡死等缺點？如何改進？

針閥偶件是柴油機噴油器上的關鍵零件，通常采用GCr15鋼制造。針閥偶件中頻感應加熱設備熱處理工藝為840-860℃加熱，在150 - 190℃硝鹽分級加熱后，1h內進行冷處理(-60℃以下)，然后進行160℃回火，約130℃進行時效處理兩次。熱處理后組織為回火馬氏體及殘留奧氏體。生產中發現，針閥偶件卡死、霧化不良是常見缺陷，特別是高速增壓機針閥偶件，工作溫度達250 -300℃，上述缺陷失效更為嚴重。大多數卡死失效是由于工件變形造成自鎖卡死，而且多為工作100h以內出現的早期失效。

分析認為，針閥出現卡死、霧化不良現象與其工作環境密切相關。在高速增壓柴油機氣缸內，工作環境已較普通氣缸惡劣，其服役時溫度已達250 -300℃，超過GCr15鋼針閥的回火溫度，因而工件在中頻感應加熱設備加熱時出現回火轉變并產生微變形；同時，工件中殘留奧氏體在這一溫度下發生轉變，形成回火馬氏體，引起微變形；而且針閥于注油孔附近，在較高溫度和應力變形下，容易形成較高的應力集中區而在此溫度下由于應力松弛，針閥易產生變形。針閥是高精密零件，針閥體與全閥為間隙配合，配合繼間隙為0.0025 -0.0035mm，GCr15 鋼針閥在高速增壓機較高溫度下運行時，易于在兩個注油孔間區域產生變形，從而超過工件配合隙，使針閥體和針閥出現自鎖卡死失效事故。此外，檢驗發現，擦傷面多位于近壓力室側下部，在針閥體孔擦傷面相對位置出現環形摩擦帶；當針閥出現彎曲時，發現針閥上出現塊狀擦傷缺陷。綜上分析可知，GCr15鋼針閥采用通常中頻感應加熱設備熱處理工藝后存在性能不足和變形超標缺陷。

根據以上分析，提出防止針閥卡死、咬傷缺陷的工藝改進措施如下：(1)適當減少GCr15鋼針閥體注油孔直徑，或減少中孔直徑，以增加注油孔區域環形壁厚度，有助于減少該部位的變形；但此方法受到工件結構設計和加工方法等限制，如改進不當，則降低柴油機性能和經濟效益，需綜合考慮。(2)在進行中頻感應加熱設備熱處前，針閥體中孔設置一個緊配合鑲套，使環形壁分成二層，鑲套起緩沖力作用，并使中孔變形減小。此方法雖理論上可取，但實施中仍有第一項措樣的問題，也需綜合考慮實施。(3)采用高合金鋼（如18Cr2Ni4WA鋼、W18Cr4V鋼等）制造針閥，可減少工件卡死、霧化不良現象，但其材料昂貴，冷熱加工較困難，加工成本高是不足。此外，高合金鋼針閥件用在高速增壓柴油機上，仍然出現和存在卡死、傷現象，因而高合金鋼仍存在不足。(4)改進針閥偶件中頻感應加熱設備熱處理工藝，使工件獲得熱穩定性比回火馬氏體更高的索氏體組織，可以較好地解決GCr15鋼針閥偶件卡死、咬死缺陷失效問題。 生產中采用改進措施(4)加工GCr15鋼針閥，生產服役壽命達3000h，各項性能指標和技術經濟指標達到18Cr2Ni4WA鋼和W18C鴻V鋼針閥偶件的優質產品水平。