CN102435707B - 发动机曲轴氮化质量检测方法 - Google Patents
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Abstract
一种发动机曲轴氮化质量检测方法，它首先按照待检测的曲轴形状制造一个同样结构和形状的曲轴作为专用于检测取样的标准曲轴样件，在标准曲轴样件的轴颈处设置一个垂直贯穿主轴颈的多个方形通孔，再用与曲轴材料相同的材料制造一个与方形通孔匹配的标准样块，而后将标准样块压入方形通孔内，然后将标准曲轴样件与等待氮化的曲轴同炉进行氮化处理，氮化结束后，从取样机构内取出标准样块，对标准样块进行氮化层深度、氮化硬度和氮化组织的检测，以此确定整炉曲轴是否符合要求。本发明直接对样块检测进行分析，避免了每批产品都需破坏性检测造成的成本浪费。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测方法，尤其是对发动机曲轴氮化处理质量的检测，属内燃机技术领域。
背景技术
在内燃机运转过程中，曲轴受到旋转质量的离心力、周期变化的气体压力和往复惯性力及其力矩的共同作用，内部产生交变应力而疲劳破坏；曲轴在恶劣的工作环境下高速旋转，轴颈也会受到强烈磨损。为了提高曲轴轴颈的抗疲劳、抗磨损强度，根据曲轴的不同材料，要对曲轴轴颈进行不同类型的表面处理。
氮化，作为目前广泛采用的提高曲轴抗疲劳、抗磨损强度的有效处理方法，对氮化质量的检测是生产过程中必不可缺的工序。曲轴离子氮化后，要求每炉抽取一个样件，从样件主轴颈上切下一部分样块，对其氮化层深度、氮化硬度、氮化层组织结构进行检测分析，这样使整个曲轴样件报废，造成严重的资源浪费。
发明内容
本发明的目的在于针对目前发动机曲轴氮化质量检测工艺存在的弊病，提供一种可操作性强、能循环使用检测机构的发动机曲轴氮化质量检测方法。
本发明所述问题是以下述技术方案实现的：
一种发动机曲轴氮化质量检测方法，它首先按照待检测的曲轴形状制造一个同样结构和形状的曲轴作为专用于检测取样的标准曲轴样件，在标准曲轴样件的轴颈处设置一个垂直贯穿主轴颈的多个方形通孔，再用与曲轴材料相同的材料制造一个与方形通孔匹配的标准样块，而后将标准样块压入方形通孔内，然后将标准曲轴样件与等待氮化的曲轴同炉进行氮化处理，氮化结束后，从取样机构内取出标准样块，对标准样块进行氮化层深度、氮化硬度和氮化组织的检测，以此确定整炉曲轴是否符合要求。
上述发动机曲轴氮化质量检测方法，所述方形通孔设置3个，分别设置在曲轴的第一、第三、第五主轴颈处, 所述方形通孔两个轴向侧切面关于主轴颈轴线对称，其对称度小于0.1。
上述发动机曲轴氮化质量检测方法，所述标准样块是前端面为圆弧面的长方体结构，所述圆弧面曲率半径与曲轴主轴颈半径相同，标准样块与标准曲轴样件对应元件配装。
上述发动机曲轴氮化质量检测方法，所述标准样块下切面与标准曲轴样件的方形通孔下切面紧密贴合，两贴合面的磨削精度均保证Ra=0.4-0.5。
上述发动机曲轴氮化质量检测方法，所述堵头为长方体结构，安装在标准曲轴样件对应位置上。
本发明对目前发动机曲轴氮化质量检测方法进行了改进，通过制作曲轴氮化层取样机构，将与曲轴材料相同的棒料切成标准样块，再将标准样块放入标准曲轴样件内与同类其他发动机曲轴一起进行氮化处理，氮化处理完成后，直接对样块检测分析，避免了每批产品都需破坏性检测造成的成本浪费。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的结构示意图；
图2是标准样块的主视图；
图3是标准样块的俯视图；
图4是堵头的主视图；
图5是堵头的俯视图；
图6是标准曲轴样件的结构图。
图中各标号为：1、标准曲轴样件，2、方形通孔，2-1、方形通孔上切面，2-2、方形通孔侧切面，2-3、方形通孔下切面，3、标准样块，3-1、标准样块上切面，3-2、标准样块侧切面，3-3、标准样块下切面，3-4、圆弧面，4、堵头。
具体实施方式
参看图 1、图 6，本发明中使用的检测机构，其构成中包括标准曲轴样件1，标准样块3和堵头4，所述标准样件1为合格的成品曲轴，在其第一、第三、第五等主轴颈处各设置一个垂直贯穿主轴颈的方形通孔2, 所述方形通孔2的两个轴向侧切面2-2关于主轴颈轴线对称，其对称度小于0.1。
参看图 1、图2、图3，本发明构成中的标准样块3是前端面为圆弧面的长方体结构，所述圆弧面3-4曲率半径与曲轴主轴颈半径相同，标准样块3与标准曲轴样件1对应元件配装。
参看图 1、图4、图5，本发明构成中的堵头4为长方体结构，安装在标准曲轴样件1对应位置上。
参看图 1、图2、图3、图4、图5、图6，发动机曲轴氮化质量检测方法的工作原理是：将标准样块3压入标准曲轴样件1的方形通孔2内，并与标准曲轴样件1形成一定的配合间隙，然后将载有标准样块3的取样机构与等待氮化的曲轴同炉进行氮化处理，氮化结束后，从取样机构内取出样块，对样块进行氮化层深度、氮化硬度、氮化组织的检测，以此确定整炉曲轴是否符合要求，避免了每炉曲轴都选用成品曲轴进行切割检测所造成的浪费。
参看图 1、图2、图3、图4、图5、图6，发动机曲轴氮化质量检测方法的具体工作步骤为：一、制作取样机构，将合格的成品曲轴使用线切割在一、三、五等主轴颈处各切出一个穿过轴向中心线且关于轴向中心线对称的方形通孔2, 方形通孔2两个侧切面2-2关于曲轴主轴颈轴线对称度为0.1； 将方孔的下切面2-3使用油石打磨到粗糙度Ra=0.4-0.5。
二、制作标准样块3，将与曲轴材质相同的棒料车削到与曲轴主轴颈尺寸一致；将车削好的棒料切成厚度与方形通孔2边长匹配的薄片；使用平面磨床分别磨削两端面,保证总厚度与方形通孔边长一致，粗糙度为Ra=0.4-0.5；将磨好的棒料切成宽与方形通孔边长一致,高为定值的样块。三、制作堵头4，切出与方形通孔边长一致的堵头4（堵头可反复利用）；四、将标准样块圆弧面3-4向外放入方形通孔2中，使用轴瓦轻轻压入孔内，以保证样块圆弧面与曲轴本体主轴颈外径平齐，使样块仅圆弧面与氮化的空间接触。样块植入后，将标准曲轴样件1与其它曲轴一样小轴端向上，竖直放入氮化炉中，保证标准样块下切面3-3与标准曲轴样件1的方形通孔下切面2-3在重力作用下紧密贴合；由于两贴合面的磨削精度均保证Ra=0.4-0.5，因此两贴合面在氮化过程中始终保持紧密贴合，使标准样块3与标准曲轴样件1在热力场中是一个整体，标准样块3的热量可以通过贴合面顺利传递给标准曲轴样件1，避免形成热量孤岛，从而最大限度保证样块的氮化的效果，使样件与整炉的曲轴氮化情况保持一致；为了氮化后标准样块3取出方便，将取样孔设置为一通孔，这时还需用一堵头4将通孔的另一端堵死，避免离子氮化辉光进入方孔中，引起标准曲轴样件1整体温度升高（温度对氮化效果有很大影响），使标准曲轴样件1中植入的标准样块3的氮化层与其它曲轴不同，影响检测结果；按工艺要求进行氮化处理，工艺条件和参数为：渗氮炉型号LDMC-150A、氮化温度500°C-510°C、氮化时间8-9小时、氨气流量1.3-1.5L/min、炉内气压250-280Pa；五、对标准样块3进行检测，将氮化完成的样块取出，进行检测，并与标准要求比对，确定曲轴氮化处理状况。
Claims (2)
1.一种发动机曲轴氮化质量检测方法，其特征是，它首先按照待检测的曲轴形状制造一个同样结构和形状的曲轴作为专用于检测取样的标准曲轴样件（1），在标准曲轴样件（1）的轴颈处设置垂直贯穿主轴颈的三个方形通孔（2），分别设置在曲轴的第一、第三、第五主轴颈处, 所述方形通孔两个轴向侧切面关于主轴颈轴线对称，其对称度小于0.1,再用与曲轴材料相同的材料制造一个与方形通孔匹配的标准样块（3），而后将标准样块（3）压入方形通孔（2）内，用一堵头（4）将通孔的另一端堵死，然后将标准曲轴样件（1）与等待氮化的曲轴同炉进行氮化处理，氮化结束后，从取样机构内取出标准样块（3），对标准样块（3）进行氮化层深度、氮化硬度和氮化组织的检测，以此确定整炉曲轴是否符合要求；
所述标准样块是前端面为圆弧面的长方体结构，所述圆弧面曲率半径与曲轴主轴颈半径相同，标准样块与标准曲轴样件对应元件配装；
所述标准样块下切面（3-3）与标准曲轴样件（1）的方形通孔下切面（2-3）紧密贴合，两贴合面的磨削精度均保证Ra=0.4-0.5。
2.根据权利要求1所述的发动机曲轴氮化质量检测方法，其特征是，所述堵头（4）为长方体结构，安装在标准曲轴样件对应位置上。
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