一种降低汽油机曲轴瓦磨损量的表面处理工艺制造技术

本发明专利技术提出了一种降低汽油机曲轴瓦磨损量的表面处理工艺，包括两次分段的淬火、回火调质处理、氮碳共渗和表面稀土/氧化铝渗镀强化处理，制得的曲轴瓦终产品具有优异的耐磨耐高温性，综合机械性能相较于未处理前提高了50％以上，硬度可达63HRC，磨损量小于0.01mm。

Surface treatment process for reducing wear amount of crankshaft of gasoline engine

The invention provides a tile wear surface treatment technology to decrease in the amount of gasoline engine crankshaft, including two sections of quenching and tempering, quenching and tempering nitrocarburizing and rare earth surface / alumina plating processing, crankshaft prepared end products with excellent wear resistance, high temperature resistance, mechanical properties compared to the non before treatment increased more than 50%, the hardness is up to 63HRC, the wear volume is less than 0.01mm.

【技术实现步骤摘要】
一种降低汽油机曲轴瓦磨损量的表面处理工艺
本专利技术涉及汽车配件处理
，具体涉及一种降低汽油机曲轴瓦磨损量的表面处理工艺。
技术介绍
曲轴瓦就是曲轴轴瓦，安装在曲轴和缸体的固定托架上，起到轴承作用的瓦片通常叫做曲轴轴瓦。一般柴油机曲轴瓦间隙：0.12-0.207MM，汽油机曲轴主轴瓦间隙，极限磨损量不超过0.17mm。目前，曲轴瓦的加工方式一般为车削成型，强度往往难以保证，有时在使用中产生断裂、磨损严重、耐高温性差等不安全现象，对工业生产危害很大。因此，研制出一种有效处理曲轴瓦的工艺以提高其强韧性、耐高温、耐磨损等至关重要，对现有技术和经济发展都具有显著的推进效果。
技术实现思路
针对上述存在的问题，本专利技术提出了一种降低汽油机曲轴瓦磨损量的表面处理工艺，包括两次分段的淬火、回火调质处理、氮碳共渗和表面稀土/氧化铝渗镀强化处理，制得的曲轴瓦终产品具有优异的耐磨耐高温性，综合机械性能相较于未处理前提高了50％以上，硬度可达63HRC，磨损量小于0.01mm。为了实现上述的目的，本专利技术采用以下的技术方案：一种降低汽油机曲轴瓦磨损量的表面处理工艺，包括以下步骤：1)调质处理：将成型的曲轴瓦分段进行两次淬火、回火，具体为先在1000-1020℃条件下淬火、540-550℃高温回火，然后再在980-1000℃条件下淬火、300-320中温回火，得产品一；2)氮碳共渗处理：调节炉压为630-640Pa，在510℃条件下通入混合气和助渗蒸汽对产品一进行共渗处理，保持5-6h，得到产品二；3)稀土/氧化铝渗镀处理：将适量稀土、氧化铝共混，加入两者总质量10％的聚乙烯醇和2倍的水，超声处理20-30min，过滤，冷冻干燥得粉料，然后采用冷喷涂扩散渗镀工艺，将喷涂在产品二表面，然后在氮气氛围下380-400℃保温3h，再以30-50℃/h降温至室温，即得终产品。优选的，步骤1)中曲轴瓦采用合金钢材料，包括以下百分含量组分：C0.45-0.56％、Si0.9-1.2％、Mn0.5-0.6％、Ti0.7-1.1％、Mo0.8-1.3％、Cu0-0.5％、B0-0.1％、余量为Fe和不可避免的杂质。优选的，所述曲轴瓦还包括Cr、Ni，百分含量为10.8％≤Cr+Ni≤13.6％。优选的，步骤2)中混合气为渗氮剂与渗碳剂的混合物，所述混合气中C、N原子比为2:3。优选的，步骤2)中助渗蒸汽为体积分数为6％的乙醇蒸汽和体积分数为2.5％的氨基甲酸甲酯蒸汽的混合蒸汽。优选的，步骤3)中稀土为La、Ce、Sc的组合物，氧化铝具体为中孔氧化铝，平均孔径为5-10nm。优选的，步骤3)中稀土与中孔氧化铝的添加质量比为1:3，两者总质量为产品二质量的3-6％。由于采用上述的技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术表面处理工艺包括两次分段的淬火、回火调质处理、氮碳共渗和表面稀土/氧化铝渗镀强化处理，制得的曲轴瓦终产品具有优异的耐磨耐高温性，综合机械性能相较于未处理前提高了50％以上，硬度可达63HRC，磨损量小于0.01mm。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：一种降低汽油机曲轴瓦磨损量的表面处理工艺，包括以下步骤：1)调质处理：将成型的曲轴瓦分段进行两次淬火、回火，具体为先在1010℃条件下淬火、540℃高温回火，然后再在980℃条件下淬火、300℃中温回火，得产品一；2)氮碳共渗处理：调节炉压为630Pa，在510℃条件下通入混合气和助渗蒸汽对产品一进行共渗处理，保持5h，得到产品二；3)稀土/氧化铝渗镀处理：将适量稀土、氧化铝共混，加入两者总质量10％的聚乙烯醇和2倍的水，超声处理20min，过滤，冷冻干燥得粉料，然后采用冷喷涂扩散渗镀工艺，将喷涂在产品二表面，然后在氮气氛围下400℃保温3h，再以30℃/h降温至室温，即得终产品。步骤1)中曲轴瓦采用合金钢材料，包括以下百分含量组分：C0.45％、Si1.1％、Mn0.55％、Ti0.7％、Mo1.2％、Cu0.5％、B0.05％、余量为Fe和不可避免的杂质，还包括Cr、Ni，百分含量为(Cr+Ni)10.8％。步骤2)中混合气为渗氮剂与渗碳剂的混合物，所述混合气中C、N原子比为2:3，助渗蒸汽为体积分数为6％的乙醇蒸汽和体积分数为2.5％的氨基甲酸甲酯蒸汽的混合蒸汽。步骤3)中稀土为La、Ce、Sc的组合物，氧化铝具体为中孔氧化铝，平均孔径为5-10nm，稀土与中孔氧化铝的添加质量比为1:3，两者总质量为产品二质量的4％。实施例2：一种降低汽油机曲轴瓦磨损量的表面处理工艺，包括以下步骤：1)调质处理：将成型的曲轴瓦分段进行两次淬火、回火，具体为先在1020℃条件下淬火、550℃高温回火，然后再在990℃条件下淬火、310℃中温回火，得产品一；2)氮碳共渗处理：调节炉压为640Pa，在510℃条件下通入混合气和助渗蒸汽对产品一进行共渗处理，保持6h，得到产品二；3)稀土/氧化铝渗镀处理：将适量稀土、氧化铝共混，加入两者总质量10％的聚乙烯醇和2倍的水，超声处理30min，过滤，冷冻干燥得粉料，然后采用冷喷涂扩散渗镀工艺，将喷涂在产品二表面，然后在氮气氛围下390℃保温3h，再以40℃/h降温至室温，即得终产品。步骤1)中曲轴瓦采用合金钢材料，包括以下百分含量组分：C0.5％、Si1％、Mn0.6％、Ti1％、Mo1.8％、Cu0.1％、B0.1％、余量为Fe和不可避免的杂质，还包括Cr、Ni，百分含量为(Cr+Ni)13.6％。步骤2)中混合气为渗氮剂与渗碳剂的混合物，所述混合气中C、N原子比为2:3，助渗蒸汽为体积分数为6％的乙醇蒸汽和体积分数为2.5％的氨基甲酸甲酯蒸汽的混合蒸汽。步骤3)中稀土为La、Ce、Sc的组合物，氧化铝具体为中孔氧化铝，平均孔径为5-10nm，稀土与中孔氧化铝的添加质量比为1:3，两者总质量为产品二质量的6％。实施例3：一种降低汽油机曲轴瓦磨损量的表面处理工艺，包括以下步骤：1)调质处理：将成型的曲轴瓦分段进行两次淬火、回火，具体为先在1000℃条件下淬火、550℃高温回火，然后再在1000℃条件下淬火、310℃中温回火，得产品一；2)氮碳共渗处理：调节炉压为640Pa，在510℃条件下通入混合气和助渗蒸汽对产品一进行共渗处理，保持6h，得到产品二；3)稀土/氧化铝渗镀处理：将适量稀土、氧化铝共混，加入两者总质量10％的聚乙烯醇和2倍的水，超声处理30min，过滤，冷冻干燥得粉料，然后采用冷喷涂扩散渗镀工艺，将喷涂在产品二表面，然后在氮气氛围下380℃保温3h，再以40℃/h降温至室温，即得终产品。步骤1)中曲轴瓦采用合金钢材料，包括以下百分含量组分：C0.56％、Si1.2％、Mn0.58％、Ti1.1％、Mo0％、Cu0.3％、B0.08％、余量为Fe和不可避免的杂质，还包括Cr、Ni，百分含量为(Cr+Ni)11.2％。步骤2)中混合气为渗氮剂与渗碳剂的混合物，所述混合气中C、N原子比为2:3，助渗蒸汽为体积分数为6％的乙醇蒸汽和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降低汽油机曲轴瓦磨损量的表面处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：1)调质处理：将成型的曲轴瓦分段进行两次淬火、回火，具体为先在1000‑1020℃条件下淬火、540‑550℃高温回火，然后再在980‑1000℃条件下淬火、300‑320中温回火，得产品一；2)氮碳共渗处理：调节炉压为630‑640Pa，在510℃条件下通入混合气和助渗蒸汽对产品一进行共渗处理，保持5‑6h，得到产品二；3)稀土/氧化铝渗镀处理：将适量稀土、氧化铝共混，加入两者总质量10％的聚乙烯醇和2倍的水，超声处理20‑30min，过滤，冷冻干燥得粉料，然后采用冷喷涂扩散渗镀工艺，将喷涂在产品二表面，然后在氮气氛围下380‑400℃保温3h，再以30‑50℃/h降温至室温，即得终产品。

【技术特征摘要】
1.一种降低汽油机曲轴瓦磨损量的表面处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：1)调质处理：将成型的曲轴瓦分段进行两次淬火、回火，具体为先在1000-1020℃条件下淬火、540-550℃高温回火，然后再在980-1000℃条件下淬火、300-320中温回火，得产品一；2)氮碳共渗处理：调节炉压为630-640Pa，在510℃条件下通入混合气和助渗蒸汽对产品一进行共渗处理，保持5-6h，得到产品二；3)稀土/氧化铝渗镀处理：将适量稀土、氧化铝共混，加入两者总质量10％的聚乙烯醇和2倍的水，超声处理20-30min，过滤，冷冻干燥得粉料，然后采用冷喷涂扩散渗镀工艺，将喷涂在产品二表面，然后在氮气氛围下380-400℃保温3h，再以30-50℃/h降温至室温，即得终产品。2.根据权利要求1所述的降低汽油机曲轴瓦磨损量的表面处理工艺，其特征在于：步骤1)中曲轴瓦采用合金钢材料，包括以下百分含量组分：C0.45-0.56％、Si0.9-1.2％、Mn0.5-0.6％、Ti0.7-...

【专利技术属性】
技术研发人员：周承志，
申请(专利权)人：合肥鼎鑫模具有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34