專利名稱：：曲軸圓角淬火方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及汽車制造，具體是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的圓角淬火方法。
背景技術(shù)：
：曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)中的重要零件，其主要損壞形式為疲勞斷裂和軸頸的磨損，因此，提高曲軸使用性能的目標(biāo)就是提高其疲勞強(qiáng)度和耐磨性。采用曲軸圓角感應(yīng)淬火強(qiáng)化工藝，可顯著提高疲勞強(qiáng)度，是提高發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率、延長(zhǎng)曲軸使用壽命的有效途徑。在各種熱處理技術(shù)和表面強(qiáng)化技術(shù)長(zhǎng)足發(fā)展的今天，圓角感應(yīng)淬火強(qiáng)化仍然是目前曲軸(特別是大功率發(fā)動(dòng)機(jī)或增壓發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸)首選的強(qiáng)化技術(shù)?，F(xiàn)有的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的圓角淬火方法存在問題1、淬火層深度檢測(cè)、控制主要是采用金相法進(jìn)行的，對(duì)取樣檢測(cè)部位規(guī)定的不太嚴(yán)格，因而對(duì)曲軸各部位的硬度梯度及硬化層均勻性控制不太理想；2、由于控制方法不完善，因而在淬火后存在一定比例變形超差曲軸。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種曲軸圓角淬火方法，以獲得均勻合理的硬化層形狀，并控制曲軸淬火后的跳動(dòng)量。本發(fā)明還提供一種曲軸圓角淬火層深度檢測(cè)的方法。為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明針對(duì)問題進(jìn)行了改進(jìn)1、用硬度法按0.5mm梯度進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)取樣、檢測(cè)部位進(jìn)行明確要求，通過采取控制感應(yīng)器間隙匹配、連桿變功率幅度和位置調(diào)節(jié)、工藝參數(shù)優(yōu)化等措施，保證加熱中側(cè)面、圓角與軸頸各部的溫度場(chǎng)均勻，獲得均勻合理的硬化層形狀。2、通過分析變形規(guī)律，在淬火順序設(shè)計(jì)、變功率控制、工藝參數(shù)優(yōu)化等幾個(gè)方面的研究和控制，曲軸淬火后的跳動(dòng)量得到完全控制。本發(fā)明的曲軸圓角淬火方法，采用TQK-1A曲軸淬火機(jī)床，加熱電源為200Kw晶體管固態(tài)(IGBT)中頻感應(yīng)電源，曲拐內(nèi)外側(cè)功率調(diào)節(jié)差為2040%，淬火順序?yàn)?連一3連—2連一5連一6連一1連一4主一3主一2主一5主一6主一7主一1主，淬火介質(zhì)濃度8-10%、溫度15-28"，淬火后進(jìn)行21(TC、2小時(shí)回火處理。曲軸淬火工藝參數(shù)如下表軸頸編號(hào)電壓(V)電流(A)加熱時(shí)間(s)間隙時(shí)間(s)冷卻時(shí)間(s)l主軸420-400285-26522-24018-207主軸410-390290-27020-22018-20其余主軸420-400285-26519-21018-203<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>本發(fā)明的曲軸圓角淬火層深度檢測(cè)的方法，是用硬度法按0.5mm梯度進(jìn)行檢測(cè)。圖1是取樣、檢測(cè)部位示意圖；圖2是不同軸頸淬火變形方向分布圖；圖3是淬火后曲軸彎曲跳動(dòng)量不大于0.5mm的工藝規(guī)定圖。具體實(shí)施例方式P11C曲軸是上海日野引進(jìn)日本日野發(fā)動(dòng)機(jī)項(xiàng)目，應(yīng)國(guó)產(chǎn)化的需要，由我公司承擔(dān)P11C曲軸的開發(fā)生產(chǎn)。由于日野對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量控制要求高，因此對(duì)其進(jìn)行圓角感應(yīng)淬火強(qiáng)化處理難度較大，淬火技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵有兩個(gè)方面一是獲得理想的淬火區(qū)域；二是控制曲軸淬火變形。產(chǎn)品對(duì)淬火硬度、深度有較嚴(yán)格規(guī)定表面硬度Hv520-680(距表面0.lmm位置)；有效硬化層Hv400以上；淬火深度為軸頸3.0-6.Omm、R圓角1.5_4.5mm。檢查用硬度法按0.5mm梯度進(jìn)行檢測(cè)，按圖1對(duì)取樣、檢測(cè)部位進(jìn)行明確要求。通過分析其變形規(guī)律(圖2)，從以下幾個(gè)方面進(jìn)行控制1、設(shè)計(jì)各軸頸的表面淬火順序，使其變形互相牽制；2、由于曲軸結(jié)構(gòu)因素，沿軸頸圓周各部位傳熱條件不一致，因此在曲軸進(jìn)行圓角淬火加熱時(shí)，對(duì)圓周方向加熱功率進(jìn)行變功率控制，使受熱均勻而不引起變形；3、根據(jù)曲軸變形特點(diǎn)，設(shè)計(jì)曲軸加熱及冷卻時(shí)的最佳接通位置，控制應(yīng)力分布及變形；4、優(yōu)化工藝參數(shù)，達(dá)到主軸頸和連桿頸淬火深度的最佳匹配，使變形互相牽制。P11C曲軸淬火，采用TQK-1A曲軸淬火機(jī)床，加熱電源為200Kw晶體管固態(tài)(IGBT)中頻感應(yīng)電源，其加熱功率、功率跟蹤調(diào)節(jié)、機(jī)床程序控制等均能滿足要求。實(shí)際淬火中，曲拐內(nèi)外側(cè)功率調(diào)節(jié)差為35%，淬火順序?yàn)?連一3連一2連一5連一6連一1連一4主一3主一2主一5主一6主一7主一l主，淬火介質(zhì)濃度10%、溫度251:。淬火后進(jìn)行變形檢查并進(jìn)行210°C、2小時(shí)回火處理。P11C曲軸淬火工藝規(guī)范如下<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>P11C曲軸經(jīng)圓角感應(yīng)淬火強(qiáng)化及回火處理后，曲軸表面硬度得到精確控制(Hv580)，硬化區(qū)范圍、硬化層深度解剖截面的工藝參數(shù)完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求并且過渡圓整(軸頸深度5mm，R圓角深度3mm)，感應(yīng)淬火后的彎曲跳動(dòng)量100%合格，曲軸淬火后的跳動(dòng)量完全控制在0.5mm以內(nèi)，為0.31mm，無淬火裂紋等缺陷。按圖1進(jìn)行取樣，對(duì)檢測(cè)部位用硬度法按O.5mm梯度進(jìn)行檢測(cè)，符合要求。通過疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)，感應(yīng)淬火強(qiáng)化后的曲軸疲勞強(qiáng)度i^=3980N.m，曲軸安全系數(shù)達(dá)1.8，通過了日野公司的檢驗(yàn)。本發(fā)明為滿足以上各部位硬度梯度和硬化層均勻性要求，特別是連桿頸I、II、ni、iv部位硬化層均勻性要求，采取控制感應(yīng)器間隙匹配、連桿變功率幅度和位置調(diào)節(jié)、工藝參數(shù)優(yōu)化等措施，保證了加熱中側(cè)面、圓角與軸頸各部的溫度場(chǎng)均勻，獲得均勻合理的硬化層形狀，從而滿足了P11C曲軸圓角淬火要求。權(quán)利要求曲軸圓角淬火方法，其特征在于采用TQK-1A曲軸淬火機(jī)床，加熱電源為200Kw晶體管固態(tài)中頻感應(yīng)電源，曲拐內(nèi)外側(cè)功率調(diào)節(jié)差為20～40％，淬火順序?yàn)?連→3連→2連→5連→6連→1連→4主→3主→2主→5主→6主→7主→1主，淬火介質(zhì)濃度8-10％、溫度15-28℃，淬火后進(jìn)行210℃、2小時(shí)回火處理。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的曲軸圓角淬火方法，其特征在于曲軸淬火工藝參數(shù)如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage2</column></row><table>3.曲軸圓角淬火層深度檢測(cè)的方法，其特征在于用硬度法按0.5mm梯度進(jìn)行檢測(cè)。全文摘要本發(fā)明的曲軸圓角淬火方法，采用TQK-1A曲軸淬火機(jī)床，加熱電源為200Kw晶體管固態(tài)(IGBT)中頻感應(yīng)電源，曲拐內(nèi)外側(cè)功率調(diào)節(jié)差為20～40％，淬火順序?yàn)?連→3連→2連→5連→6連→1連→4主→3主→2主→5主→6主→7主→1主，淬火介質(zhì)濃度8-10％、溫度15-28℃，淬火后進(jìn)行210℃、2小時(shí)回火處理。本發(fā)明的曲軸圓角淬火層深度檢測(cè)的方法，是用硬度法按0.5mm梯度進(jìn)行檢測(cè)。采取控制感應(yīng)器間隙匹配、連桿變功率幅度和位置調(diào)節(jié)、工藝參數(shù)優(yōu)化等措施，保證了加熱中側(cè)面、圓角與軸頸各部的溫度場(chǎng)均勻，獲得均勻合理的硬化層形狀，從而滿足了P11C曲軸圓角淬火要求，并控制了曲軸淬火后的跳動(dòng)量。文檔編號(hào)C21D9/30GK101787427SQ20101010109公開日2010年7月28日申請(qǐng)日期2010年1月23日優(yōu)先權(quán)日2010年1月23日發(fā)明者張勁柯申請(qǐng)人:桂林福達(dá)曲軸有限公司