發(fā)動機(jī)鏈條專用銷軸及真空離子鍍工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種能夠有效地提高發(fā)動機(jī)傳動鏈條銷軸高耐磨性、高強(qiáng)度和使用壽命，特別是大動力發(fā)動機(jī)鏈條銷軸的高耐磨性、高強(qiáng)度和使用壽命的發(fā)動機(jī)鏈條專用銷軸及真空離子鍍工藝，大動力發(fā)動機(jī)鏈條銷軸表面采用真空離子鍍工藝鍍有釩鍍層。優(yōu)點(diǎn)：一是本申請鍍層均勻且形成速度快，鍍層致密度高，硬度高且不易脫落；二是鍍后銷軸不僅具有很高的耐磨性、疲勞強(qiáng)度和穩(wěn)定性，而且大大提高銷軸的使用壽命。
【專利說明】發(fā)動機(jī)鏈條專用銷軸及真空離子鍍工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種能夠有效地提高發(fā)動機(jī)傳動鏈條銷軸高耐磨性、高強(qiáng)度和使用壽命，特別是大動力發(fā)動機(jī)鏈條銷軸的高耐磨性、高強(qiáng)度和使用壽命的發(fā)動機(jī)鏈條專用銷軸及真空離子鍍工藝，屬發(fā)動機(jī)鏈條專用銷軸制造領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，一般的汽車發(fā)動機(jī)鏈條銷軸表面是通過碳氮共滲工藝來進(jìn)行處理，碳氮共滲是一種向工件表面同時(shí)滲入碳和氮，并以滲碳為主同時(shí)滲入氮的化學(xué)熱處理工藝，這在一定程度上能提高工件表面的抗疲勞強(qiáng)度和耐磨性。但在實(shí)際操作中，一直存在難以解決的組織缺陷:黑網(wǎng)、黑洞、黑帶，這些缺陷導(dǎo)致零件的表面硬度、疲勞強(qiáng)度和使用壽命大大降低，特別是對于大動力發(fā)動力鏈條而言，則顯得尤為突出。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]設(shè)計(jì)目的:避免【背景技術(shù)】中的不足之處，設(shè)一種能夠有效地提高發(fā)動機(jī)傳動鏈條銷軸高耐磨性、高強(qiáng)度和使用壽命的發(fā)動機(jī)鏈條專用銷軸及真空離子鍍工藝。
[0004]設(shè)計(jì)方案:為了實(shí)現(xiàn)上述設(shè)計(jì)目的。本發(fā)明將銷軸放于真空室內(nèi)采用弧光放電技術(shù)，在陰極與陽極之間加上一定的電壓后，兩者之間形成等離子場，作為陰極的鍍膜材料釩表面產(chǎn)生弧光，使其蒸發(fā)形成金屬原子，金屬原子進(jìn)入等離子場時(shí)受到電子撞擊而電離為金屬離子，在電場作用下，金屬離子高速轟擊作為陽極的銷軸表面，與此同時(shí)往真空室內(nèi)通入氮?dú)饣蛱細(xì)浠衔锛纯稍阡N軸表面形成具有優(yōu)良性能的氮化釩或碳化釩鍍層。
[0005]技術(shù)方案1:一種發(fā)動機(jī)鏈條專用銷軸，大動力發(fā)動機(jī)鏈條銷軸表面采用真空離子鍍工藝鍍有釩鍍層。
[0006]技術(shù)方案2:—種發(fā)動機(jī)鏈條專用銷軸真空離子鍍工藝，鍍前利用離子轟擊濺射清洗方法對大動力發(fā)動機(jī)鏈條銷軸表面進(jìn)行處理，然后將銷軸放于真空室內(nèi)采用弧光放電技術(shù)，在陰極與陽極之間加上一定的電壓后，使兩者之間形成等離子場，作為陰極的鍍膜材料釩表面產(chǎn)生弧光且蒸發(fā)形成金屬原子，金屬原子進(jìn)入等離子場時(shí)受到電子撞擊而電離為金屬離子，在電場作用下，金屬離子高速轟擊作為陽極的銷軸表面的同時(shí)，往真空室內(nèi)通入氮?dú)饣蛱細(xì)浠衔锛纯稍阡N軸表面形成具有優(yōu)良性能的氮化釩或碳化釩鍍層。
[0007]技術(shù)方案3:—種發(fā)動機(jī)鏈條專用銷軸真空離子鍍裝置，真空室分兩個(gè)區(qū)域，分別為電子束熱絲發(fā)射室I和工件鍍膜室II，兩個(gè)區(qū)間用差壓板隔開，差壓板一側(cè)放置電子束蒸發(fā)源和電子槍，真空室內(nèi)裝備了一個(gè)真空機(jī)，差壓板另一側(cè)裝有活化電極與電源的正極相連接，在活化電極右側(cè)裝有電動機(jī)，銷軸插孔盤上有10個(gè)深度為Imm的凹孔，每個(gè)凹孔可以穩(wěn)定放置一個(gè)待鍍銷軸，銷軸插孔盤下面有加熱托盤，加熱托盤通過桿子與電動機(jī)連接，電動機(jī)另一端與電源負(fù)極相連且桿子與電源有回路，工件鍍膜室II 一側(cè)有反應(yīng)氣體入口。
[0008]本發(fā)明與【背景技術(shù)】相比，一是本申請鍍層均勻且形成速度快，鍍層致密度高，硬度高且不易脫落；二是鍍后銷軸不僅具有很高的耐磨性、疲勞強(qiáng)度和穩(wěn)定性，而且大大提高銷軸的使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是銷軸進(jìn)行離子鍍釩的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2是銷軸碳氮共滲放大400倍后的金相圖。
[0011]圖3是銷軸鍍釩放大400后的金相圖。
[0012]圖4是鍍釩層厚度對硬度的影響。
[0013]圖5是鍍釩層厚度對比磨損率影響。
[0014]圖6是碳氮共滲銷軸在磨損試驗(yàn)機(jī)上磨損5小時(shí)后的樣貌。
[0015]圖7是鍍釩銷軸在磨損試驗(yàn)機(jī)上磨損5小時(shí)后的樣貌。

【具體實(shí)施方式】
[0016]實(shí)施例1:一種發(fā)動機(jī)鏈條專用銷軸，大動力發(fā)動機(jī)鏈條銷軸表面采用真空離子鍍工藝鍍有釩鍍層。所述大動力發(fā)動機(jī)鏈條銷軸表面鍍釩深度為1-3 μ m且鍍層厚度均勻。
[0017]實(shí)施例2:參照圖2-圖7。在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，一種發(fā)動機(jī)鏈條專用銷軸真空離子鍍工藝，鍍前利用離子轟擊濺射清洗方法對大動力發(fā)動機(jī)鏈條銷軸表面進(jìn)行處理，然后將銷軸放于真空室內(nèi)采用弧光放電技術(shù)，在陰極與陽極之間加上一定的電壓后，使兩者之間形成等離子場，作為陰極的鍍膜材料釩表面產(chǎn)生弧光且蒸發(fā)形成金屬原子，金屬原子進(jìn)入等離子場時(shí)受到電子撞擊而電離為金屬離子，在電場作用下，金屬離子高速轟擊作為陽極的銷軸表面的同時(shí)，往真空室內(nèi)通入氮?dú)饣蛱細(xì)浠衔锛纯稍阡N軸表面形成具有優(yōu)良性能的氮化釩或碳化釩鍍層。
[0018]實(shí)施例3:參照附圖1。一種發(fā)動機(jī)鏈條專用銷軸真空離子鍍裝置，包括真空室1、差壓板2、反應(yīng)氣體入口 3、活化電極4、待鍍銷軸5、銷軸插孔盤6、加熱托盤7、電動機(jī)8、電源9、滑動變阻器10、電子槍11、真空機(jī)12、電子束蒸發(fā)源13。真空室分兩個(gè)區(qū)域，分別為電子束熱絲發(fā)射室I和工件鍍膜室II，兩個(gè)區(qū)間用差壓板2隔開，差壓板2 —側(cè)放置電子束蒸發(fā)源13和電子槍11，為保證室內(nèi)保持真空狀態(tài)，裝備了一個(gè)真空機(jī)12。差壓板2另一側(cè)裝有活化電極4與電源9的正極相連接，在活化電極4右側(cè)裝有電動機(jī)8，銷軸插孔盤6上有10個(gè)深度為Imm的凹孔，每個(gè)凹孔可以穩(wěn)定放置一個(gè)待鍍銷軸5，銷軸插孔盤下面有加熱托盤7，加熱托盤7通過桿子與電動機(jī)8連接，電動機(jī)8另一端與電源9負(fù)極相連且桿子與電源9有回路，工件鍍膜室II 一側(cè)有反應(yīng)氣體入口 3。
[0019]該真空離子鍍膜裝置的工作原理:利用真空機(jī)12將真空室I調(diào)整到到一定真空度，從入口 3通入氮?dú)?，啟動加熱托盤7使銷軸插孔盤達(dá)到指定溫度，使待鍍銷軸5均勻受熱。用電子槍11加熱以釩為材料的電子束蒸發(fā)源13使釩蒸發(fā)，在活化電極4上加以正電壓，由于氣體放電，在活化電極4與電子束蒸發(fā)源13之間形成等離子放電區(qū)，從電子束蒸發(fā)源13擴(kuò)撒出的釩離子和被電離成的氮離子經(jīng)過等離子放電區(qū)向加有負(fù)電壓的待鍍銷軸5加速運(yùn)動，以高能量向待鍍銷軸5沖擊，釩離子和氮離子到達(dá)已經(jīng)加熱到一定溫度的待鍍銷軸5表面時(shí)就會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成氮化釩膜。為使待鍍銷軸5表面能夠均勻鍍膜，在銷軸孔插盤6底部有一根桿子與電動機(jī)8連接，電動機(jī)8能夠進(jìn)行勻速旋轉(zhuǎn)，以保證處于不同位置的待鍍銷軸5表面都能夠被釩離子和氮離子沖擊到。改變滑動變阻器10來調(diào)節(jié)電壓大小，從而改變離子沖擊能量大小，達(dá)到控制鍍層深度的目的。
[0020]如圖2所示的碳氮共滲相圖，可以看出基體中存在較多殘余奧氏體，這會導(dǎo)致滲層硬度降低，耐磨壽命降低。如果要很好地控制殘余奧氏體量，則要控制好溫度、時(shí)間、介質(zhì)成分與供應(yīng)量，但實(shí)際操作中比較困難。
[0021]如圖3所示相圖，可以看出鍍釩銷軸材質(zhì)分布均勻，鍍層與基體之間結(jié)合強(qiáng)度好，鍍層比較致密，使表面硬度大大提高，提高了耐磨性和剪切強(qiáng)度。
[0022]如圖4所示為鍍釩層厚度對表面硬度的影響，從圖中曲線可以看出薄膜厚度越厚，其表面硬度越高。
[0023]如圖5所示為鍍釩層厚度對比磨損率的影響，隨著鍍層厚度增加，比磨損率降低，到最后趨于平穩(wěn)。
[0024]如圖6與圖7比較可得，在相同條件下進(jìn)行的磨損實(shí)驗(yàn)，碳氮共滲銷軸表面已經(jīng)破損十分嚴(yán)重，而鍍釩銷軸表面仍沒有變化，說明鍍釩之后的銷軸的耐磨性更優(yōu)于碳氮共滲銷軸的耐磨性。
[0025]需要理解到的是:上述實(shí)施例雖然對本發(fā)明的設(shè)計(jì)思路作了比較詳細(xì)的文字描述，但是這些文字描述，只是對本發(fā)明設(shè)計(jì)思路的簡單文字描述，而不是對本發(fā)明設(shè)計(jì)思路的限制，任何不超出本發(fā)明設(shè)計(jì)思路的組合、增加或修改，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)動機(jī)鏈條專用銷軸，其特征是:大動力發(fā)動機(jī)鏈條銷軸表面采用真空離子鍍工藝鍍有釩鍍層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)鏈條專用銷軸，其特征是:所述大動力發(fā)動機(jī)鏈條銷軸表面鍍釩深度為1-3 μ m且鍍層厚度均勻。
3.一種發(fā)動機(jī)鏈條專用銷軸真空離子鍍工藝，其特征是:鍍前利用離子轟擊濺射清洗方法對大動力發(fā)動機(jī)鏈條銷軸表面進(jìn)行處理，然后將銷軸放于真空室內(nèi)采用弧光放電技術(shù)，在陰極與陽極之間加上一定的電壓后，使兩者之間形成等離子場，作為陰極的鍍膜材料釩表面產(chǎn)生弧光且蒸發(fā)形成金屬原子，金屬原子進(jìn)入等離子場時(shí)受到電子撞擊而電離為金屬離子，在電場作用下，金屬離子高速轟擊作為陽極的銷軸表面的同時(shí)，往真空室內(nèi)通入氮?dú)饣蛱細(xì)浠衔锛纯稍阡N軸表面形成具有優(yōu)良性能的氮化釩或碳化釩鍍層。
4.一種發(fā)動機(jī)鏈條專用銷軸真空離子鍍裝置，其特征是:真空室(I)分兩個(gè)區(qū)域，分別為電子束熱絲發(fā)射室(I)和工件鍍膜室(II)，兩個(gè)區(qū)間用差壓板(2)隔開，差壓板(2)—側(cè)放置電子束蒸發(fā)源(13)和電子槍(11)，真空室內(nèi)裝備了一個(gè)真空機(jī)(12)，差壓板(2)另一側(cè)裝有活化電極(4)與電源(9)的正極相連接，在活化電極(4)右側(cè)裝有電動機(jī)(8)，銷軸插孔盤(6)上有10個(gè)深度為Imm的凹孔，每個(gè)凹孔可以穩(wěn)定放置一個(gè)待鍍銷軸(5)，銷軸插孔盤下面有加熱托盤(7)，加熱托盤(7)通過桿子與電動機(jī)(8)連接，電動機(jī)(8)另一端與電源(9)負(fù)極相連且桿子與電源(9)有回路，工件鍍膜室(II) 一側(cè)有反應(yīng)氣體入口(3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種發(fā)動機(jī)鏈條專用銷軸真空離子鍍裝置，其特征是:在活化電極(4 )通過滑動變阻器(10 )與電源(9 )連接。
【文檔編號】F16G15/00GK104372294SQ201410657508
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月19日
【發(fā)明者】姚勝強(qiáng), 王珂, 費(fèi)侃 申請人:杭州持正科技有限公司