高壓真空斷路器分合閘半軸制備方法及高壓真空斷路器分合閘半軸的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高壓真空斷路器分合閘半軸制備方法及高壓真空斷路器分合閘 半軸，屬于高壓真空斷路器分合閘半軸加工處理技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 滲氮處理可以提高工件的耐磨性能和使用壽命，被廣泛地用在各種工具、鋼、模具 等的熱處理領(lǐng)域。例如申請(qǐng)公布號(hào)為CN102410225A的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利（申請(qǐng)公布日為2012年4 月11日），公開(kāi)了一種壓縮機(jī)葉片及其制備工藝，具體是對(duì)采用38CrM 〇Al作為基材的壓縮機(jī) 葉片經(jīng)割片和粗加工后進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理，熱處理工藝條件為淬火920-940°C油淬，高溫回火 580-650°C空冷，去應(yīng)力回火處理，去應(yīng)力回火處理的工藝條件為溫度550-600°C，處理時(shí)間 為2h，去應(yīng)力回火處理后進(jìn)行精加工，采用短時(shí)滲氮工藝進(jìn)行熱處理，滲氮溫度為500-600 °C，滲氮工藝周期為4-6h，出爐油冷。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用最多的為直流等離子滲氮處理技術(shù)(DCPN)，等離子滲氮技術(shù)的溫 度能夠與待處理工件的回火溫度很好地吻合，而且成本低、可靠性高，通過(guò)氣氛、滲氮溫度、 時(shí)間的控制可以很好地控制表面化合物層和擴(kuò)散層的組成以及性能，大幅度提高工件的使 用壽命。
[0004] 但是近年來(lái)，等離子滲氮技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用呈現(xiàn)出減緩的趨勢(shì)，其原因在于傳統(tǒng) 的直流等離子體技術(shù)(DCPN)存在一些固有缺點(diǎn)，如爐溫難以保持均勻，等離子體不穩(wěn)定等， 并且在傳統(tǒng)的等離子滲氮技術(shù)中，待處理工件被置于陰極電位直接參與放電過(guò)程，當(dāng)工件 幾何形狀較為復(fù)雜時(shí)，在邊緣部分產(chǎn)生電場(chǎng)扭曲，從而容易導(dǎo)致表面打弧、邊緣效應(yīng)的產(chǎn) 生，造成工件表面局部過(guò)熱，氮化層厚度不均勻等表面缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種提高半軸耐腐蝕性能的高壓真空斷路器分合閘半軸 制備方法。本發(fā)明的目的還在于提供上述方法制得的高壓真空斷路器分合閘半軸。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的高壓真空斷路器分合閘半軸制備方法的技術(shù)方案如 下：
[0007] -種高壓真空斷路器分合閘半軸制備方法，包括如下步驟：
[0008] 1)將坯料加熱到860-880°C，在油中淬火，再加熱到550-570°C，回火40-180min，冷 卻至室溫，加工成型，得到成型工件；
[0009] 2)將成型工件進(jìn)行活性屏等離子滲氮處理即得;所述滲氮處理的滲氮?dú)獾臍鈮簽?400-500Pa，滲氮溫度為500-540 °C，保溫時(shí)間為2h。
[0010] 本發(fā)明的高壓真空斷路器分合閘半軸制備方法采用將調(diào)質(zhì)后的工件進(jìn)行活性屏 等離子滲氮技術(shù)處理(ASPN)，活性屏等離子滲氮技術(shù)是一種新的金屬表面強(qiáng)化改性技術(shù)， 是在ASPN爐中，陰極電壓施加在一個(gè)金屬屏上，待處理工件則被置于懸浮電位，活性屏等離 子滲氮技術(shù)可以成功避免表面缺陷的產(chǎn)生，可使工件表面的滲氮層更均勻。
[0011]所述滲氮處理包括:將成型工件放入滲氮爐中，對(duì)滲氮爐內(nèi)抽真空使其真空度小 于10Pa，充入滲氮?dú)?，使?jié)B氮爐內(nèi)氣壓保持在400-500Pa。
[0012]上述滲氮處理方法中，將成型工件放入滲氮爐中后，在滲氮爐內(nèi)氣壓達(dá)到400-500Pa后，打開(kāi)電源，調(diào)節(jié)放電電壓和放電電流，對(duì)滲氮爐進(jìn)行加熱。
[0013]在保溫2h后，關(guān)閉電源，關(guān)閉氨氣進(jìn)氣系統(tǒng)，對(duì)滲氮爐抽真空，冷卻至200°C以下， 關(guān)閉滲氮爐，即得。
[0014] 所述成型工件在滲氮處理前進(jìn)行清洗處理，以除去工件表面的油污等。一般情況 下，所述清洗處理為使用丙酮清洗。
[0015] 所述坯料材質(zhì)為35CrMo。
[0016] 滲氮處理時(shí)的電壓為500-650V。滲氮處理時(shí)的電流為3-5A。
[0017]步驟1)中的淬火為油淬。步驟1)中回火冷卻時(shí)使用的介質(zhì)為油。
[0018]所述滲氮?dú)鉃榘睔狻?br>[0019] 本發(fā)明的高壓真空斷路器分合閘半軸的技術(shù)方案如下：
[0020] -種高壓真空斷路器分合閘半軸，采用上述的方法制得。
[0021] 所述高壓真空斷路器分合閘半軸包括圓柱形半軸體，所述圓柱形半軸體上設(shè)置有 槽底面垂直于半軸體徑向的切槽，所述切槽槽底設(shè)置有沿半軸體徑向延伸的定位孔。
[0022] 包括分合閘半軸為分閘半軸或者合閘半軸。
[0023] 本發(fā)明的高壓真空斷路器分合閘半軸制備方法制得的分合閘半軸的表面質(zhì)量良 好且均勾，呈均勾的銀白色，表面硬度達(dá)到820HV以上，滲層深度達(dá)到290μπι左右，零件的耐 蝕性能被大幅度提高，被腐蝕后的樣品表面只出現(xiàn)少量斑點(diǎn)。本發(fā)明的制備方法還具有節(jié) 能、高效、清潔的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0024] 圖1為本發(fā)明的實(shí)施例1中的分閘半軸的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖2為圖1中Α-Α處截面圖；
[0026] 圖3為圖1中Β-Β處截面圖；
[0027] 圖4為本發(fā)明的實(shí)施例1中的合閘半軸的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖5為圖4的Α-Α處截面圖；
[0029] 圖6為圖4的Β-Β處截面圖；
[0030] 圖7為實(shí)施例1和對(duì)比例中的分閘半軸的表面質(zhì)量情況：（a)為實(shí)施例1的分閘半軸 的表面質(zhì)量情況;（b)為對(duì)比例的分閘半軸的表面質(zhì)量情況；
[0031] 圖8為實(shí)施例1和對(duì)比例2中的分合閘半軸的腐蝕情況的局部放大圖：（a)為實(shí)施例 1的分合閘半軸的腐蝕情況;（b)為對(duì)比例2的分合閘半軸的腐蝕情況。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0033]下面實(shí)施例中的高壓真空斷路器分合閘半軸的材料均為35CrMo鋼材質(zhì)，具體成分 如下：
[0034] 表1 35CrMo鋼化學(xué)成分 rnn^si Luujoj 頭施1 夕iu
[0037]本實(shí)施例的高壓真空斷路器分合閘半軸制備方法包括如下步驟：
[0038] 1)采用35CrMo下料，形成分合閘半軸坯料，將坯料加熱到860°C，在淬火油中淬火， 冷卻至室溫，再加熱到570°C，回火40min，在油中冷卻至室溫，得到調(diào)質(zhì)工件，將調(diào)質(zhì)工件經(jīng) 過(guò)粗加工和精加工后成型，得到成型工件；
[0039] 2)將成型工件進(jìn)行活性屏等離子滲氮處理，具體為:將成型工件利用丙酮進(jìn)行清 洗，去除油污，將清洗后的成型工件放在活性屏離子滲氮爐內(nèi)的懸浮電位的大平板上，關(guān)閉 滲氮爐的放氣閥，啟動(dòng)機(jī)械真空栗對(duì)滲氮爐內(nèi)進(jìn)行抽真空，同時(shí)打開(kāi)冷卻水系統(tǒng)和測(cè)溫測(cè) 壓系統(tǒng)，當(dāng)滲氮爐內(nèi)的真空度小于l〇Pa時(shí)，打開(kāi)充氣系統(tǒng)向滲氮爐內(nèi)充入氨氣，調(diào)節(jié)氣體流 量，使?fàn)t內(nèi)氣壓穩(wěn)定在450Pa，打開(kāi)電源，調(diào)節(jié)放電電壓為650V，調(diào)節(jié)電流為3A，使氨氣在高 壓電場(chǎng)作用下電離并產(chǎn)生輝光放電效應(yīng)，在成型工件上滲氮;爐內(nèi)溫度穩(wěn)定在500°C，保溫 2h;關(guān)閉系統(tǒng)電源，關(guān)閉氨氣充氣系統(tǒng)，利用機(jī)械真空栗對(duì)滲氮爐內(nèi)抽真空，當(dāng)爐內(nèi)溫度冷 卻至低于200°C時(shí)，關(guān)閉機(jī)械真空栗及冷卻水系統(tǒng)，打開(kāi)滲氮爐爐門(mén)去除滲氮后的分合閘 半軸。
[0040] 本實(shí)施例的高壓真空斷路器分合閘半軸采用上述方法制得。該分合閘半軸包括分 閘半軸和合閘半軸，其中，如圖1所示，分閘半軸包括圓柱形分閘半軸體1以及設(shè)置于分閘半 軸體上的切槽101，所述切槽的槽底平行于分閘半軸體的軸線，槽底面與分閘半軸體的徑向 垂直，切槽的槽底面上設(shè)置有沿分閘半軸體徑向延伸的定位孔102,該定位孔內(nèi)壁具有螺 紋；如圖2所示，合閘半軸包括圓柱形合閘半軸體2以及設(shè)置于合閘半軸體上的切槽201，所 述切槽的槽底平行于合閘半軸體的軸線，槽底面與合閘半軸體的徑向垂直，切槽的槽底面 上設(shè)置有沿合閘半軸體徑向延伸的定位孔202,該定位孔內(nèi)壁具有螺紋。
[0041 ] 實(shí)施例2
[0042]本實(shí)施例的高壓真空斷路器分合閘半軸制備方法包括如下步驟：
[0043] 1)采用35CrMo下料，形成分合閘半軸坯料，將坯料加熱到880°C，在淬火油中淬火， 冷卻至室溫，再加熱到550°C，回火180min，在油中冷卻至室溫，得到調(diào)質(zhì)工件，將調(diào)質(zhì)工件 經(jīng)過(guò)粗加工和精加工后成型，得到成型工件；
[0044] 2)將成型