（西安航天发动机有限公司，西安 710100）

某发动机交付后需带气贮存多年，充气阀是满足此要求的重要组件。充气阀主要由堵头、外套螺母、密封圈、阀体、阀芯、接管嘴和弹簧等零件组成，其工作原理为通过顶杆顶开阀芯给气瓶充气，充气压力通常约为30 MPa 左右，充气后旋松顶杆，阀芯自动复位，阀芯与阀体通过金属-金属形式进行可靠密封，贮存状态下，阀门处于常闭状态[1]。

为提高阀芯的表面硬度和耐磨性，阀芯的材料为S-03 钢，如图1 所示，B和C表面需进行渗氮处理，渗氮层厚度不小于0.1 mm，渗氮层硬度要求为HRC60～70，其余表面允许有渗氮层。

图1 S-03 钢阀芯结构示意图Fig.1 Schematic diagram of S-03 steel valve core

阀芯贮存过程中多批次出现渗氮面锈蚀问题，同时型号发动机交付贮存过程中，用户多次反馈产品年检过程中存在充气阀反向漏率超标问题，明显听到了漏气声音，严重影响了发动机贮存安全性和工作可靠性。为彻底解决上述问题的发生，急需开展S-07 钢替代S-03 钢渗氮工艺研究。

1 S-03 钢渗氮工艺

1.1 工艺流程

阀芯S-03 钢渗氮工艺的工艺流程如图2 所示，其中阀芯S-03 钢渗氮工艺机械加工、热处理、表面处理、线切割和化学钝化等专业，周转环节多达12 次。

图2 S-03 钢渗氮阀芯工艺流程Fig.2 Process flow of S-03 steel nitriding valve core

渗氮采用气体渗氮工艺，即采用氨气作为渗氮介质源，非渗氮部位采用镀镍进行保护，由于S-03 钢表面存在自钝化层，采用NH4Cl 作为催化剂对钝化层进行破坏，以提高渗氮效率。气体渗氮是将氨气（NH3）通入耐热罐体后在一定温度和压力下分解成活性氮原……