(1)活塞的失效分析  活塞在工作过程中，其端头反复冲击钎杆或钎头，因接触疲劳极易剥落，或出现凹陷，或花键掉块；在反复强烈冲击下，有时在大、小圆过渡处断裂等不正常失效；正常失效为配合面磨损失效。

(2)活塞材料 凿岩机活塞用料有20CrMnMo、35CrMoV和含钒高碳钢等。图6-2a所示活塞采用35CrMoV钢制造，旨在提高其心部强度而克服端头凹陷和花键易崩齿现象，同时可以适当降低渗碳层深度。

(3)热处理技术要求 渗碳层深度为1.6~1.9mm；表面硬度为60~65 HRC，心部硬度为≥50HRC；渗层组织为≤3级的马氏体+粒状碳化物。

(4)35CrMoV钢活塞制造工艺路线 毛坯锻造→退火→机械加工→渗碳直接淬火→高温回火→二次淬火→清洗→回火→喷砂→磨削→成品。

(5)热处理工艺设计

1)锻件退火：在RX3-60-9箱式电阻炉中于840~860℃保温透烧后，随炉冷却到300℃以下出炉空冷。硬度为197~229HBW。

2)气体渗碳直接淬火：在RQ3-75_9型气体渗碳炉中850℃预渗碳1～2h，旨在预先形成细小的碳化物质点，为后续高温渗碳过程碳化物呈颗粒状分布奠定基础。通过900℃渗碳达到渗层深度要求，随后炉温降至适合直接淬火的860℃，均热后淬入油中冷却，工艺曲线如图6-2b所示。

35CrMoV钢制活塞及其热处理工艺曲线

图6-2 35CrMoV钢制活塞及其热处理工艺曲线

a)凿岩机活塞b）热处理工艺曲线

3)高温回火：在RX3-60-9箱型电阻炉中于600~650℃保温透烧后空冷，旨在使碳化物聚集成均匀的粒状，并彻底消除淬火应力，为二次淬火奠定基础。

4)二次淬火：在同一炉中850℃加热透烧，油冷淬火。

5)清洗：在清洗机中喷淋清洗。

6)回火：在RJJ-36-6型井式电阻炉中于180~ 200℃，保温1.5h后空冷。

6)处理结果 同炉试样渗碳层深度为1.7~1.9mm；实物表面硬度为60~64HRC，同炉试样心部硬度为50~52HRC；渗层组织为隐针回火马氏体+粒状碳化物。