一种耐磨抗疲劳汽车转向轴的制备方法技术

本发明专利技术主要涉及汽车零件加工技术领域，公开了一种耐磨抗疲劳汽车转向轴的制备方法，包括：打磨抛光、一次加热、碳氮共渗、二次加热、淬火、覆膜；本发明专利技术提供的耐磨抗疲劳汽车转向轴的制备方法，在不改变转向轴原料的基础上对转向轴的表面进行处理，能够显著提高转向轴的强度，增强耐磨性和抗疲劳性能，避免转向轴突然出现故障而影响方向盘的操作，延长转向轴的使用寿命，提高汽车的驾驶安全性。

A preparation method of wear-resistant and fatigue resistant automobile steering shaft

The invention mainly relates to the technical field of automobile parts processing, and discloses a preparation method of wear-resistant and fatigue resistant automobile steering shaft, which includes: grinding and polishing, primary heating, carbonitriding, secondary heating, quenching and laminating; the preparation method of wear-resistant and fatigue resistant automobile steering shaft provided by the invention, which processes the surface of the steering shaft without changing the raw materials of the steering shaft, and can It can significantly improve the strength, wear resistance and fatigue resistance of the steering shaft, avoid the sudden failure of the steering shaft and affect the operation of the steering wheel, extend the service life of the steering shaft, and improve the driving safety of the car.

【技术实现步骤摘要】
一种耐磨抗疲劳汽车转向轴的制备方法
本专利技术主要涉及汽车零件加工
，尤其涉及一种耐磨抗疲劳汽车转向轴的制备方法。
技术介绍
随着科技的发展和人们生活水平的不断提高，汽车越来越成为不可缺少的工具，作为运输工具能够促进工业快速发展，作为交通工具能够给人们的生活提供更多的便利；转向轴是汽车的关键零件，转向轴的功用是将驾驶员作用于转向盘的转向力矩传递给转向器，它的上部与转向盘固定连接，下部与转向器相连，转向轴从转向柱管中穿过，支承在柱管内的轴承和衬套上，有些转向轴不但具有一定的刚度，还具有吸能功能，起到防伤作用。但是目前传统的转向轴都是在加工阶段之间安排有热处理工序，通过粗车和半精车达到部分尺寸要求，零件的尺寸公差要求和表面要求在磨削工序中完成，加工工艺路线为：锻造—粗车—热处理—精车—磨削—检验—入库，虽然得到的转向轴尺寸精确，表面光滑，但是传统转向轴的扭转疲劳性不理想，使用一段时间后容易出现方向盘虚伪、转向盘磨损及生锈等疲劳现象，影响转向盘的使用寿命，对驾驶安全造成很大的隐患。现有专利文件CN107653433A公开了一种汽车万向节十字轴的热处理工艺，具体公开了对铸造成型的万向节十字轴经过渗碳处理、淬火及回火处理，能够在一定程度上提高万向节十字轴的耐磨性和抗疲劳性能，但是汽车的转向轴下部连接万向节，上部连接方向盘，驾驶员对方向盘的转向力直接作用于转向轴，使转向轴的受力作用明显强于万向节，因此需要再不改变转向轴原料构成的基础上通过对转向轴的处理来提高转向轴的抗疲劳性和耐磨性，节约成本，延长转向轴的使用寿命，提高汽车的驾驶安全性。
技术实现思路
为了弥补已有技术的缺陷，本专利技术的目的是提供一种耐磨抗疲劳汽车转向轴的制备方法。一种耐磨抗疲劳汽车转向轴的制备方法，包括以下步骤：（1）打磨抛光：对铸造完成的转向轴进行打磨和超声抛光，使转向轴表面光滑，减小转向轴转动时的摩擦力和磨损量，使方向盘操作轻便，延长转向轴的使用寿命，得研磨件；（2）一次加热：将研磨件置于加热炉内，以5~6℃/min的速度加热至530~570℃，保温30~40min，使外部温度快速升高，自然降温至370~410℃，保温40~50min，能够降低转向轴的脆度，再以3~4℃/min的速度升高温度至970~1030℃，保温90~120min，自然冷却至室温，使转向轴的内外温度一致，减小转向轴内部的晶格粒径，提高转向轴的强度和抗疲劳性，增强耐用性，得一次加热件；（3）碳氮共渗：将一次加热件置于真空炉中，先以5~6℃/min的速度加热至310~350℃，保温30~40min，再以2~3℃/min的速度加热至580~600℃，保温50~60min，通入二氧化碳和氨气，保持温度90~120min，自然降至室温，同时进行渗碳和渗氮处理，操作简单，提高工作效率，能够提高转向轴的耐磨性和抗疲劳性能，延长转向轴的使用寿命，得碳氮共渗件；（4）二次加热：将碳氮共渗件置于-32~-34℃静置冷冻10~12h，能够减小晶格粒径，提高转向轴的柔韧性，再置于加热炉中，以2~3℃/min的速度加热至460~500℃，保温40~50min，继续加热至840~880℃，保温60~80min，自然降温至580~620℃，使转向轴受热均匀，内外结构一致，使用时内外用力一致，提高扭转疲劳性，得二次加热件；（5）淬火：将二次加热件加热至870~930℃，保温20~30min，取出，置于淬火液中，自然降温至60~70℃，使转向轴从奥氏体向马氏体转变，提高转向轴的硬度和柔韧性，使转向轴具有较强的耐磨和抗疲劳性能，避免传统的回火程序，简化操作程序，节约成本，延长转向轴的使用寿命，得淬火件；（6）覆膜：在回火件表面涂油，厚度为10~15μm，保温15~20min，形成一层保护膜，避免转向轴出现生锈和磨损，使方向盘转向精准，延长转向轴的使用寿命，提高驾驶安全性，得耐磨抗疲劳汽车转向轴。所述步骤（1）的打磨，先使用800#的砂纸进行打磨，再使用1500#的砂纸进行打磨。所述步骤（1）的超声抛光，频率为23~25kHz，抛光液为纳米二氧化硅溶胶抛光液。所述步骤（3）的二氧化碳和氨气，二氧化碳的流量为3.4~3.6m3/h，氨气的流量为15~17m3/h。所述步骤（5）的淬火液，为含有磷酸硼的PAG淬火液，制备方法为：将PAG淬火液加热至60~70℃，再向PAG淬火液重量中加入磷酸硼，搅拌均匀，使磷酸硼的浓度为12~14mg/L。所述耐磨抗疲劳汽车转向轴的制备方法制备得到的耐磨抗疲劳汽车转向轴。本专利技术的优点是：本专利技术提供的耐磨抗疲劳汽车转向轴的制备方法，在不改变转向轴原料的基础上对转向轴的表面进行处理，能够显著提高转向轴的强度，增强耐磨性和抗疲劳性能，避免转向轴突然出现故障而影响方向盘的操作，延长转向轴的使用寿命，提高汽车的驾驶安全性；先对铸造成型的转向轴进行打磨和抛光，使转向轴表面光滑，减小转向轴转动时的摩擦力和磨损量，使方向盘操作轻便，延长转向轴的使用寿命；再对转向轴进行快速加热，使外部温度快速升高，再进行缓慢降温和保温，能够降低转向轴的脆度，再进行缓慢升高温度，使转向轴的内外温度一致，减小转向轴内部的晶格粒径，提高转向轴的强度和抗疲劳性，增强耐用性；加热后再置于真空炉中进行碳氮共渗，同时进行渗碳和渗氮处理，操作简单，提高工作效率，能够提高转向轴的耐磨性和抗疲劳性能，延长转向轴的使用寿命；碳氮共渗后将转向轴进行低温冷冻，取出后立即进行二次加热，能够减小晶格粒径，提高转向轴的柔韧性，二次加热时进行阶段性加热，使转向轴受热均匀，内外结构一致，使用时内外用力一致，提高扭转疲劳性；二次加热后进行淬火，使转向轴从奥氏体向马氏体转变，提高转向轴的硬度和柔韧性，使转向轴具有较强的耐磨和抗疲劳性能，避免传统的回火程序，简化操作程序，节约成本，延长转向轴的使用寿命；淬火后在转向轴表面进行涂油，形成一层保护膜，避免转向轴出现生锈和磨损，使方向盘转向精准，延长转向轴的使用寿命，提高驾驶安全性。具体实施方式下面用具体实施例说明本专利技术。实施例1一种耐磨抗疲劳汽车转向轴的制备方法，包括以下步骤：（1）打磨抛光：对铸造完成的转向轴进行打磨和超声抛光，打磨时先使用800#的砂纸进行打磨，再使用1500#的砂纸进行打磨，超声抛光的频率为23kHz，抛光液为纳米二氧化硅溶胶抛光液，使转向轴表面光滑，减小转向轴转动时的摩擦力和磨损量，使方向盘操作轻便，延长转向轴的使用寿命，得研磨件；（2）一次加热：将研磨件置于加热炉内，以5℃/min的速度加热至530℃，保温30min，使外部温度快速升高，自然降温至370℃，保温40min，能够降低转向轴的脆度，再以3℃/min的速度升高温度至970℃，保温90min，自然冷却至室温，使转向轴的内外温度一致，减小转向轴内部的晶格粒径，提高转向轴的强度和抗疲劳性，增强耐用性，得一次加热件；（3）碳氮共渗：将一次加热件置于真空炉中，先以5℃/min的速本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐磨抗疲劳汽车转向轴的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n（1）打磨抛光：对铸造完成的转向轴进行打磨和超声抛光，得研磨件；/n（2）一次加热：将研磨件置于加热炉内，以5~6℃/min的速度加热至530~570℃，保温30~40min，自然降温至370~410℃，保温40~50min，再以3~4℃/min的速度升高温度至970~1030℃，保温90~120min，自然冷却至室温，得一次加热件；/n（3）碳氮共渗：将一次加热件置于真空炉中，先以5~6℃/min的速度加热至310~350℃，保温30~40min，再以2~3℃/min的速度加热至580~600℃，保温50~60min，通入二氧化碳和氨气，保持温度90~120min，自然降至室温，得碳氮共渗件；/n（4）二次加热：将碳氮共渗件置于-32~-34℃静置冷冻10~12h，再置于加热炉中，以2~3℃/min的速度加热至460~500℃，保温40~50min，继续加热至840~880℃，保温60~80min，自然降温至580~620℃，得二次加热件；/n（5）淬火：将二次加热件加热至870~930℃，保温20~30min，取出，置于淬火液中，自然降温至60~70℃，得淬火件；/n（6）覆膜：在回火件表面涂油，厚度为10~15μm，保温15~20min，得耐磨抗疲劳汽车转向轴。/n...

【技术特征摘要】
1.一种耐磨抗疲劳汽车转向轴的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）打磨抛光：对铸造完成的转向轴进行打磨和超声抛光，得研磨件；
（2）一次加热：将研磨件置于加热炉内，以5~6℃/min的速度加热至530~570℃，保温30~40min，自然降温至370~410℃，保温40~50min，再以3~4℃/min的速度升高温度至970~1030℃，保温90~120min，自然冷却至室温，得一次加热件；
（3）碳氮共渗：将一次加热件置于真空炉中，先以5~6℃/min的速度加热至310~350℃，保温30~40min，再以2~3℃/min的速度加热至580~600℃，保温50~60min，通入二氧化碳和氨气，保持温度90~120min，自然降至室温，得碳氮共渗件；
（4）二次加热：将碳氮共渗件置于-32~-34℃静置冷冻10~12h，再置于加热炉中，以2~3℃/min的速度加热至460~500℃，保温40~50min，继续加热至840~880℃，保温60~80min，自然降温至580~620℃，得二次加热件；
（5）淬火：将二次加热件加热至870~930℃，保温20~30min，取出，置于淬火液中，自然降温至60~...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋仁平，
申请(专利权)人：含山县祥瑞运输有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34