本发明专利技术提供了一种正火态球墨铸铁曲轴的氮化、沉割圆角滚压强化工艺，属于一种曲轴的加工工艺，所述的工艺是，对曲轴主轴颈和连杆颈进行圆角沉割，再进行氮化，通过对氮化炉气氛的控制，使曲轴轴颈及圆角表面形成渗氮层，然后对沉割后的圆角利用滚压轮进行滚压。这种强化工艺，可有效提高曲轴的疲劳弯矩及曲轴轴颈耐磨性，疲劳弯矩可提高１１０．７％以上，表面硬度ＨＶ↓［０．１］在５００－６２０，适应了高爆发压力的增压中冷发动机的使用要求，使球墨铸铁曲轴也可用于爆发压力１２－１４ＭＰａ甚至更高的增压中冷发动机，从而大幅度降低了曲轴的制造成本。沉割槽的存在消除了滚压凸起，避免了因滚压凸起造成的轴瓦边缘负荷现象。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种发动机曲轴的加工工艺，尤其是一种汽车用发动机曲 轴的强化工艺。
技术介绍
球墨铸铁由于具有高强度、高塑性、高耐磨性、高减震性以及优良的 加工性能和较低的生产成本，在汽车发动机曲轴的制造中得到了广泛的应用。特別是在爆发压力为7-9MPa的自然吸气型汽车发动机曲轴中处于绝对 优势。然而，近年来随着对汽车发动机排放要求的提高，增压技术在汽车 发动机中得到了越来越多的应用。对爆发压力12-14MPa甚至更高的增压中 冷发动机，现有的加工工艺生产的发动机曲轴的疲劳弯矩及曲轴轴颈耐磨 性等性能，已不能满足服役条件的要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种正火态球墨铸铁曲轴的氮化、 沉割圓角滚压强化工艺，它能有效提高曲轴的疲劳弯矩及曲轴轴颈耐磨性， 以适应高爆发压力的增压中冷发动机的使用要求。本专利技术是这样实现的， 一种正火态球墨铸铁曲轴的氮化、沉割圆角滚 压强化工艺，所述的工艺是，对曲轴主轴颈和连杆颈进行圆角沉割，在圆 角处割出沉割槽，再进行氮化，通过对氮化炉气氛的控制，使曲轴轴颈及 圆角表面形成渗氮层，其中白亮化合层在外表面以下0. 002-0. 007mm,扩 散层在外表面以下0. 08-0. 12mm,表面硬度HV^为500-620，然后对沉割 后的圆角利用滚压轮进行滚压，滚压时，滚压角度a为30—45° ，滚压力P为8000—15000N，滚压半径R为1. 5—2. 5画，滚压深度h为0. 1 — 0. 5mm, 沉割槽半径R，为1. 6 — 2. 6 mm。这种氮化、沉割圆角滚压强化工艺可有效提高曲轴的疲劳弯矩及曲轴 轴颈耐磨性，疲劳弯矩可提高110. 7%以上，表面硬度HVu在500-620，适 应了高爆发压力的增压中冷发动机的使用要求，使球墨铸铁曲轴也可用于 爆发压力12-14MPa甚至更高的增压中冷发动机，从而大幅度降低了曲轴的 制造成本。沉割槽的存在消除了滚压凸起，避免了因滚压凸起造成的轴瓦 边缘负荷现象。附图说明图l是圆角滚压的示意图。图2是滚压后的曲轴圆角处的示意图。图3是曲轴与轴瓦配合的示意图。图中，1—滚压轮，2 —滚压大轮，3—待滚压曲轴，4—轴瓦。具体实施例方式下面进一步说明本专利技术。通过对氮化炉气氛的控制，使曲轴轴颈及圆角表面形成渗氮层，其中 白亮化合层在外表面以下0. 002-0. 007mm,扩散层在外表面以下 0. 08-0. 12mm,表面硬度HVu为500-620时，氮化炉气氛的控制方法为已 有技术，不再详述。所述的氮化是在滚压前的机械加工之后进行的。氮化再经过滚压后制 成曲轴成品。本专利技术所用的滚压装置与现有的滚压装置相同，它上面有滚 压大轮2、滚压轮l。滚压时，滚压轮位于滚压大轮与待滚压曲轴3的圆角 之间。显然，所述的圆角为外圓角。如图l所示，在进行圆角滚压时，可根据汽车发动机曲轴的具体设计，以及疲劳弯矩值、轴瓦配合间隙、爆发压力等参数具体确定滚压力P、滚压角度a、滚压深度h、滚压半径R等滚压参数。最大滚压凸起t是滚压力P、滚压圓角R、曲轴基体硬度H的函数。计算最大滚压凸起距曲轴档侧面距离L的公式为 L R+^2-(及」&)2如图2所示，通过选取P、 a、 R、 h等参数使L《, 且使轴瓦4边缘(B「B2) /2处凸起t b不超过0. 003mm，则不会发生轴瓦边 缘负荷现象。实施例1待强化的是型号为Y4105的球墨铸铁曲轴，材质为QT800-3。 一种正火态球墨铸铁曲轴的氮化、沉割圓角滚压强化工艺，所述的工 艺是，对曲轴主轴颈和连杆颈进行圆角沉割，在圆角处割出沉割槽，再进 行氮化，通过对氮化炉气氛的控制，使曲轴轴颈及圆角表面形成渗氮层， 其中白亮化合层在外表面以下0. 002-0. 007mm,扩散层在外表面以下 0. 08-0. 12mm，表面硬度HV。^为600,然后对圆角利用滚压轮对沉割后的圆 角进行直接滚压，滚压时，滚压角度oc为40。，滚压力P为11000N，滚压 半径R为1. 9mm，滚压深度h为0. 4mm，沉割槽半径R，为2. 2。滚压后的强化效果为氮化、沉割圆角滚压后的疲劳弯矩M-产2415N.m, 而正火态不滚压的球墨铸铁曲轴的疲劳弯矩M-产1146N.m，疲劳弯矩提高幅 度为110.7%。上述处理的技术效果，满足增压中冷型发动机疲劳弯矩设计服役条件 M-一 2200N.m，以及轴颈耐磨性设计要求》HVu500。权利要求1、一种正火态球墨铸铁曲轴的氮化、沉割圆角滚压强化工艺，其特征在于，所述的工艺是，对曲轴主轴颈和连杆颈进行圆角沉割，在圆角处割出沉割槽，再进行氮化，通过对氮化炉气氛的控制，使曲轴轴颈及圆角表面形成渗氮层，其中白亮化合层在外表面以下0.002-0.007mm，扩散层在外表面以下0.08-0.12mm，表面硬度HV0.1为500-620，然后对沉割后的圆角利用滚压轮进行滚压，滚压时，滚压角度α为30-45°，滚压力P为8000-15000N，滚压半径R为1.5-2.5mm，滚压深度h为0.1-0.5mm，沉割槽半径R’为1.6-2.6mm。全文摘要本专利技术提供了一种正火态球墨铸铁曲轴的氮化、沉割圆角滚压强化工艺，属于一种曲轴的加工工艺，所述的工艺是，对曲轴主轴颈和连杆颈进行圆角沉割，再进行氮化，通过对氮化炉气氛的控制，使曲轴轴颈及圆角表面形成渗氮层，然后对沉割后的圆角利用滚压轮进行滚压。这种强化工艺，可有效提高曲轴的疲劳弯矩及曲轴轴颈耐磨性，疲劳弯矩可提高110.7％以上，表面硬度HV<sub>0.1</sub>在500-620，适应了高爆发压力的增压中冷发动机的使用要求，使球墨铸铁曲轴也可用于爆发压力12-14MPa甚至更高的增压中冷发动机，从而大幅度降低了曲轴的制造成本。沉割槽的存在消除了滚压凸起，避免了因滚压凸起造成的轴瓦边缘负荷现象。文档编号C21D7/00GK101560664SQ20081001552公开日2009年10月21日 申请日期2008年4月14日 优先权日2008年4月14日专利技术者杰 丁, 东 张, 张春雨, 杨贵波, 王守河 申请人:滨州海得曲轴有限责任公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种正火态球墨铸铁曲轴的氮化、沉割圆角滚压强化工艺，其特征在于，所述的工艺是，对曲轴主轴颈和连杆颈进行圆角沉割，在圆角处割出沉割槽，再进行氮化，通过对氮化炉气氛的控制，使曲轴轴颈及圆角表面形成渗氮层，其中白亮化合层在外表面以下０．００２－０．００７ｍｍ，扩散层在外表面以下０．０８－０．１２ｍｍ，表面硬度ＨＶ↓［０．１］为５００－６２０，然后对沉割后的圆角利用滚压轮进行滚压，滚压时，滚压角度α为３０－４５°，滚压力Ｐ为８０００－１５０００Ｎ，滚压半径Ｒ为１．５－２．５ｍｍ，滚压深度ｈ为０．１－０．５ｍｍ，沉割槽半径Ｒ’为１．６－２．６ｍｍ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：丁杰，王守河，张东，张春雨，杨贵波，
申请(专利权)人：滨州海得曲轴有限责任公司，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]
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