通用小汽油机的摇臂热处理工艺制造技术

一种通用小汽油机的摇臂处理工艺，涉及小汽油机的摇臂处理工艺，特别实用于汽缸直径为φ１００ｍｍ以内的通用小汽油机的摇臂处理工艺。解决摇臂脆性断裂，降低对渗碳设备的要求等问题。本发明专利技术包括摇臂的冲压成型、渗碳、淬火、高温回火、预热和氮化。本发明专利技术能完全防止摇臂脆性断裂，降低对渗碳设备的要求，经用本工艺对摇臂进行处理后，产品合格率达到１００％。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于小汽油机的摇臂热处理工艺，特别涉及汽缸直径为Φ100mm以内的通用小汽油机的摇臂热处理工艺。
技术介绍
目前，该摇臂采用的热处理工艺包括将原材料为08钢板冲压成型，渗碳、淬火、低温回火、抛光。这种热处理工艺对渗碳炉的技术要求很严，均需采用可控气氛热处理炉或有微机控制炉内碳势的渗碳炉，同时，摇臂的渗碳层深度要求极其严格，其渗碳层深度为0.3～0.5mm，当渗碳层达到要求的上限时，则使摇臂在拉抻处造成渗穿(一般摇臂原材料厚度为1.5～2mm，经拉抻成型后将减薄0.5mm)。淬火后该处脆性极大，在使用中此处发生断裂，如渗碳层未达到要求，摇臂耐磨性差，造成早期失效，一但出现上述缺陷，只有整炉报废。经统计，其产品合格率为90％。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种通用小汽油机的摇臂热处理工艺，该工艺能防止摇臂脆性断裂，降低对渗碳设备的要求，产品合格率达到100％。为了实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案包括将板材冲压成型为摇臂、渗碳、淬火、高温回火、喷丸、氮化处理。其工艺是将摇臂置于普通气体渗碳炉内，加热到880～920℃后，滴入煤油，使炉内碳势为0.8～1.1，炉内压力为15～25mm水柱，保温80～200分钟，使其渗碳层深度为0.4～0.9mm，直接出炉淬入3～8％的氢氧化钠水溶液中冷却，随后将摇臂放入580～650℃的回火炉内回火，保温30～60分钟，使摇臂表面硬度HRC20～30，将摇臂清洗后，放入预热炉内预热到300～350℃，保温5～10分钟，将摇臂用放入氰根含量为32～38％，温度为540～570℃的氮化盐浴内处理120～150分钟，出炉水冷、清洗除尽残盐，使摇臂表面ε相氮化物层深度0.008-0.020mm，硬度HV450-600，总氮化层深度0.2～0.4mm。本专利技术所用氮化盐为市售氮化盐.，该盐为成都工具研究所生产的QPQ氮化盐。本工艺与现有技术相比，具有以下技术效果1.防止摇臂脆性断裂。用本专利技术处理后的摇臂，经破坏性试验，摇臂被敲弯45°而不发生断裂。因按本工艺处理后的摇臂，其心部得到的是综合机械性能很好的索氏体组织，见说明书附图6；其硬度梯度变化大，说明摇臂表层硬，其心部软，无脆性，见说明书附图4。而用现有工艺处理后的摇臂易发生断裂的主要原因是其表层组织为马氏体，见说明书附图7；当渗碳层深度达到0.5mm时，在拉伸减薄处渗碳时渗穿，淬火后，其心部也将是马氏体组织，见说明书附图7，现有工艺处理后的硬度梯度图说明摇臂的表层与心部变化不大，有很大脆性，见说明书附图3。众所周知，马氏体组织是一种脆性极大的组织，因而容易在使用中发生脆性断裂。用本工艺处理的摇臂，按JB/T5135.1-2001《通用小型汽油机台架性能试验方法》和JB/T5135.2-2001《通用小型汽油机可靠性、耐久性试验与评定方法》进行200小时台架试验。试验结果完全符合JB/5135.1-2001和JB/T5135.2-2001标准。2、降低对渗碳设备的要求由于摇臂渗碳层深度的公差范围扩大到0.4-0.9mm，对普通渗碳炉的密封性、炉内碳势、炉温均匀性，保温时间等均要求不高，节约了对渗碳设备的投资。而现有摇臂渗碳层深度的公差范围为0.3-0.5mm，公差范围小，对渗碳炉的密封性、炉内碳势、炉温均匀性，保温时间等均要求甚严，难以操作，易造成整炉被处理的摇臂报废。3、产品合格率达到100％用本工艺处理汽油机的摇臂，其氮化后的表层为ε相氮化物层，具有极高的耐磨性，见说明书附图5。只要控制氮化温度和氮化时间，确保氮化层的组织及深度，就能保证摇臂被处理后的合格率达到100％。更重要的一点是能保证摇臂在使用中有100％的安全性和可靠性。168F汽油机的摇臂热处理工艺中的回火温度为620±10℃，保温30±10分钟，使摇臂表面硬度HRC25±3，经清洗后，置于预热炉内预热到330±10℃，保温10分钟，再放入氰根含量为35％～379％，温度为560±5℃的氮化盐浴内处理130±10分钟，使摇臂表面ε相氮化物层深度0.011mm，硬度为HV460-500，总氮化层深度为0.25-0.35mm。182F汽油机的摇臂热处理工艺同168F汽油机的摇臂热处理工艺。权利要求1.一种通用小汽油机的摇臂热处理工艺，其特征在于该工艺包括以下步骤(1)摇臂的冲压成型；(2)将摇臂置于普通渗碳炉内，加热到880～920℃，滴入煤油，使炉内碳势为0.8-1.1，炉压为15-25mm水柱，保温80～200分钟，使其渗碳层深度为0.4～0.9mm，直接出炉，淬入3％～8％的氢氧化钠水溶液中冷却，随后将摇臂放入580～650℃的回火炉中进行回火，保温30～60分钟，使摇臂表面硬度HRC20～30；(3)将摇臂清洗后，置于预热炉内预热到300-350℃，保温5-10分钟；(4)将摇臂放入氰根含量为32％～38％，温度为540～570℃的氮化盐浴内处理120～150分钟，出炉水冷，清洗除尽残盐，使摇臂表面ε相氮化物层深度0.008-0.020mm，硬度为HV450-600，总氮化层深度为0.2-0.4mm。2.根据权利要求1所述的通用小汽油机的摇臂热处理工艺，其特征在于将摇臂高温回火后，放入抛光机内抛光5-10分钟。3.根据权利要求1所述的通用小汽油机的摇臂热处理工艺，其特征在于168F汽油机的摇臂热处理工艺中的回火温度为620±10℃，保温30±10分钟，使摇臂表面硬度HRC25±3，经清洗后，置于预热炉内预热到330±10℃，保温10分钟，再放入氰根含量为35％～37％，温度为560±5℃的氮化盐浴内处理130±10分钟，使摇臂表面ε相氮化物层深度0.011mm，硬度为HV460-500，总氮化层深度为0.25-0.35mm。全文摘要一种通用小汽油机的摇臂处理工艺，涉及小汽油机的摇臂处理工艺，特别实用于汽缸直径为φ100mm以内的通用小汽油机的摇臂处理工艺。解决摇臂脆性断裂，降低对渗碳设备的要求等问题。本专利技术包括摇臂的冲压成型、渗碳、淬火、高温回火、预热和氮化。本专利技术能完全防止摇臂脆性断裂，降低对渗碳设备的要求，经用本工艺对摇臂进行处理后，产品合格率达到100％。文档编号C23C8/00GK1442505SQ03117588公开日2003年9月17日 申请日期2003年3月31日 优先权日2003年3月31日专利技术者张权芳 申请人:张权芳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通用小汽油机的摇臂热处理工艺，其特征在于该工艺包括以下步骤：（１）摇臂的冲压成型；（２）将摇臂置于普通渗碳炉内，加热到８８０～９２０℃，滴入煤油，使炉内碳势为０．８－１．１，炉压为１５－２５ｍｍ水柱，保温８０～２００分钟，使其渗 碳层深度为０．４～０．９ｍｍ，直接出炉，淬入３％～８％的氢氧化钠水溶液中冷却，随后将摇臂放入５８０～６５０℃的回火炉中进行回火，保温３０～６０分钟，使摇臂表面硬度ＨＲＣ２０～３０；（３）将摇臂清洗后，置于预热炉内预热到３００－３５０℃， 保温５－１０分钟；（４）将摇臂放入氰根含量为３２％～３８％，温度为５４０～５７０℃的氮化盐浴内处理１２０～１５０分钟，出炉水冷，清洗除尽残盐，使摇臂表面ε相氮化物层深度０．００８－０．０２０ｍｍ，硬度为ＨＶ４５０－６００，总氮化层深度为 ０．２－０．４ｍｍ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张权芳，
申请(专利权)人：张权芳，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]