針閥偶件是柴油機噴油器上的關(guān)鍵零件，通常采用GCr15鋼制造。針閥偶件中頻感應(yīng)加熱設(shè)備熱處理工藝為840-860℃加熱，在150 - 190℃硝鹽分級加熱后，1h內(nèi)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(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，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(shù)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(nèi)出現(xiàn)的早期失效。

分析認為，針閥出現(xiàn)卡死、霧化不良現(xiàn)象與其工作環(huán)境密切相關(guān)。在高速增壓柴油機氣缸內(nèi)，工作環(huán)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(yīng)加熱設(shè)備加熱時出現(xiàn)回火轉(zhuǎn)變并產(chǎn)生微變形；同時，工件中殘留奧氏體在這一溫度下發(fā)生轉(zhuǎn)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(yīng)力變形下，容易形成較高的應(yīng)力集中區(qū)而在此溫度下由于應(yīng)力松弛，針閥易產(chǎn)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(qū)域產(chǎn)生變形，從而超過工件配合隙，使針閥體和針閥出現(xiàn)自鎖卡死失效事故。此外，檢驗發(fā)現(xiàn)，擦傷面多位于近壓力室側(cè)下部，在針閥體孔擦傷面相對位置出現(xiàn)環(huán)形摩擦帶；當針閥出現(xiàn)彎曲時，發(fā)現(xiàn)針閥上出現(xiàn)塊狀擦傷缺陷。綜上分析可知，GCr15鋼針閥采用通常中頻感應(yīng)加熱設(shè)備熱處理工藝后存在性能不足和變形超標缺陷。

根據(jù)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(qū)域環(huán)形壁厚度，有助于減少該部位的變形；但此方法受到工件結(jié)構(gòu)設(shè)計和加工方法等限制，如改進不當，則降低柴油機性能和經(jīng)濟效益，需綜合考慮。(2)在進行中頻感應(yīng)加熱設(shè)備熱處前，針閥體中孔設(shè)置一個緊配合鑲套，使環(huán)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(xiàn)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(xiàn)和存在卡死、傷現(xiàn)象，因而高合金鋼仍存在不足。(4)改進針閥偶件中頻感應(yīng)加熱設(shè)備熱處理工藝，使工件獲得熱穩(wěn)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(chǎn)中采用改進措施(4)加工GCr15鋼針閥，生產(chǎn)服役壽命達3000h，各項性能指標和技術(shù)經(jīng)濟指標達到18Cr2Ni4WA鋼和W18C鴻V鋼針閥偶件的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品水平。