本发明专利技术公开了一种以Al-Fe-Si系ZL104铝合金为材料的凸轮轴的加工成形制造方法。该方法属于热处理技术领域。该凸轮轴通过如下工序实现：粉末冶金制造毛坯－退火处理－机械加工－热处理+表面化学处理－电镀处理。该制造方法制得的凸轮轴质量好，工作稳定，不仅表面硬度高耐磨性好且抗弯曲能力强，抗疲劳强度高，而且心部韧性好，使用寿命长，工作可靠性高，粉末冶金制得凸轮轴耐高温性好，润滑性能很好，而且使凸轮轴具有良好的减磨性和低噪音，可以使凸轮轴具有较高的强度和硬度，从而保证了含油凸轮轴工作的稳定性，热处理提高了凸轮轴的表面硬度和耐磨性，同时使得心部韧性提高，机加工的特殊技术使得齿轮轴保证了尺寸精度和位置精度以及安装精度。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种以Al-Fe-Si系ZL104铝合金为材料的凸轮轴的加工成形制造方法。该方法属于热处理
。该凸轮轴通过如下工序实现：粉末冶金制造毛坯－退火处理－机械加工－热处理+表面化学处理－电镀处理。该制造方法制得的凸轮轴质量好，工作稳定，不仅表面硬度高耐磨性好且抗弯曲能力强，抗疲劳强度高，而且心部韧性好，使用寿命长，工作可靠性高，粉末冶金制得凸轮轴耐高温性好，润滑性能很好，而且使凸轮轴具有良好的减磨性和低噪音，可以使凸轮轴具有较高的强度和硬度，从而保证了含油凸轮轴工作的稳定性，热处理提高了凸轮轴的表面硬度和耐磨性，同时使得心部韧性提高，机加工的特殊技术使得齿轮轴保证了尺寸精度和位置精度以及安装精度。【专利说明】
本专利技术属于热处理
，涉及铝合金及其凸轮轴。尤其是一种以Al-Fe-Si系ZL104铝合金为材料的凸轮轴的加工成形制造方法。
技术介绍
目前使用的凸轮轴多数是铸制造而成，这就决定了它砂眼多、砂眼区域不固定，因此废品率高而凸轮轴在工作中常受到的摩擦大，因此常出现裂纹，使用寿命短。需经常更换或修复凸轮轴，目前，现有的凸轮轴有铜基、铁基和铁、铜等材料混合整体制成的，其中，铜基材料制成的凸轮轴具有良好的减磨性和低噪音等性能，但造价高，增加了生产成本；而铁基材料制成的凸轮轴虽然成本低廉，但其减磨性和噪音方面远远不如铜基材料制成的含油凸轮轴；铁、铜等材料混合整体制成的含油凸轮轴其减磨性和噪音方面虽然高于铁基材料制成的含油凸轮轴，但仍达不到铜基材料制成的含油凸轮轴所具有的良好的减磨性和低噪音等性能，所以无法满足客户的需要，而凸轮轴是一种重要的机械部件，在石油、化工，航空航天，船舶等领域都有广泛的应用，因此凸轮轴的破坏会给经济和机器的正常工作带来巨大的危害。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术为了解决上述问题，设计了一种以Al-Fe-Si系ZL104铝合金为材料的凸轮轴的加工成形制造方法。 本专利技术设计了一种Al-Fe-Si系ZL104铝合金为材料的凸轮轴的加工成形制造方法，该凸轮轴材料主要包括了下列元素的百分比含量=Mn0.52%-0.91%，T1.05%-0.13%，Mg0.37%-1.89%, Si6.68%-8.85%, Pb〈0.02，Cu〈0.1, S〈0.02，Ρ〈0.02，Ζη〈0.21 余量为铁及不可避免的杂质，优选 Mn0.53%-0.90%, T1.06%-0.12%, Mg0.39%-1.52%, Si7.68%_7.92%,Pb〈0.01，Cu〈0.2，S〈0.03，Ρ〈0.01，Ζη〈0.22，其特征在于采用了下列的加工工艺:(1)对压制成型的凸轮轴坯料进行烧结，烧结温度为:1210-1300°C，烧结时间为:0.5-1.5h，在煤气炉中烧结并且通入丙烷气体，在空气中缓慢冷却，(2)对粉末成形的凸轮轴进行再结晶退火处理，使其加热到820-860°C，保温4-5h然后随炉缓冷到360_420°C，再空冷，从而提高其塑性，再次加热，去应力退火，加热到740-910°C，保温3.2-5.4h后空冷。从而消除在压制过程中产生的应力，(3)对凸轮轴进行机加工，设定在主轴上的座标轴为第一座标轴，与主轴垂直方向为第二座标轴且在此方向上安装砂轮，绕第一座标轴旋转的为第三座标轴，使凸轮轴主轴轴线与第一座标轴重合，转动凸轮轴到预定位置，使得砂轮与凸轮轴的外圆对正并表面接触，启动砂轮，根据第二和第三坐标的函数关系进行磨削加工，(4)对经机械加工的凸轮轴进行热处理，采用电解液淬火，将凸轮轴放入电解淬火液中，凸轮轴接阴极，电解液接阳极，通电加热达到给定温度断电，零件被周围的冷却液冷却而淬硬，(5)进行渗碳处理，将凸轮轴垂吊于加热炉上方，通入CO2，将碳离子沉积在凸轮轴表面，从而提要凸轮轴的耐磨性，延长其使用寿命，(6)对凸轮轴表面镀锌处理，其特征在于电镀液的浓度配比含量为:硫酸锌900-110g/L，氯化钠65-85g/L，醋酸钾21_45g/L，盐酸135_175g/L，氯化锌155-192g/L ;电镀溶液温度控制在40-60°C，电镀时间为0.7-2.1h,电流密度为2_4A/dm2。对镀锌后的工件将工件放入40-50 V清水中振动冲洗烘干即可。 本专利技术优点在于采用Al-Fe-Si系ZL104铝合金，不仅廉价而且其减摩性和低噪音达到了铜基材料的要求，即经济又实惠；该制造方法制得的凸轮轴不仅表面硬度高耐磨性好且抗弯曲能力强，抗疲劳强度高，而且心部韧性好，使用寿命长，工作可靠性高，粉末冶金制得凸轮轴耐高温性好，润滑性能很好，而且使含油凸轮轴具有良好的减磨性和低噪音，可以使凸轮轴本体具有较高的强度和硬度，从而保证了含油凸轮轴工作的稳定性，降低了维护成本而被广泛应用在一些连续生产时间长、不方便加油润滑的地方，减低了生产成本，对精加工后的凸轮轴进行热处理，使得销轴的强度、塑性、韧性等综合性能提高。通过渗碳处理，使得凸轮轴具有高的疲强度、耐磨性和抗咬合性，而且加工工序简单，成本低廉，且销轴的使用寿命长。 【具体实施方式】 实施例一 一种以Al-Fe-Si系ZL104铝合金为材料的凸轮轴的加工成形制造方法，该凸轮轴材料主要包括了下列元素的百分比含量:Mn0.52%, T1.05%, Mg0.37%, Si6.68%, Pb〈0.02%,Cu〈0.1%, S〈0.02%, P〈0.02%, Zn〈0.21%,余量为铁及不可避免的杂质，其采用了下列关键的加工工艺:(I)对压制成型的凸轮轴坯料进行烧结，烧结温度为:1210°C，烧结时间为: 0.5h，且通入丙烷气体，在空气中缓慢冷却，(2)再结晶退火处理，使其加热到820°C，保温4h然后随炉缓冷到360°C，空冷，再次加热，去应力退火，加热到740°C，保温3.2h后空冷， (3)对凸轮轴进行机加工,设定在主轴上的座标轴为第一座标轴，与主轴垂直方向为第二座标轴且在此方向上安装砂轮，绕第一座标轴旋转的为第三座标轴，使凸轮轴主轴轴线与第一座标轴重合，转动凸轮轴到预定位置，使得砂轮与凸轮轴的外圆对正并表面接触，启动砂轮，根据第二和第三坐标的函数关系进行磨削加工，(4)热处理，采用电解液淬火，凸轮轴接阴极，电解液接阳极，通电加热达到给定温度断电，零件被周围的冷却液冷却而淬硬，(5)进行渗碳处理，将凸轮轴垂吊于加热炉上方，通入CO2, (6)对凸轮轴表面镀锌处理，电镀液的浓度配比为:硫酸锌90g/L，氯化钠65g/L，醋酸钾21g/L，盐酸135g/L，氯化锌155g/L ；电镀溶液温度控制在40°C，电镀时间为0.7h，电流密度为2A/dm2。对镀锌后的工件将工件放入40 V清水中振动冲洗烘干即可。 实施例二 一种以Al-Fe-Si系ZL104铝合金为材料的凸轮轴的加工成形制造方法，该凸轮轴材料主要包括了下列元素的百分比含量:Mn0.90%, T1.12%, Mgl.52%，Si7.92%，Pb〈0.01%, Cu〈0.2%, S〈0.03%, Ρ〈0.01%, Ζη〈0.22%,其采用了下列关键的加工工艺:(I)对压制成型的凸轮轴坯料进行烧结，烧结温度为:1300°C，烧结本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种凸轮轴用材料，其特征在于主要包括了下列元素的百分比含量：Mn0.52%‑0.91%，Ti0.05%‑0.13%，Mg0.37%‑1.89%，Si6.68%‑8.85%，Pb<0.02，Cu<0.1,S<0.02,P<0.02,Zn<0.21余量为铝及不可避免的杂质。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李飞，
申请(专利权)人：无锡成博科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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