CN105238913A - 发动机正时链条销轴及软氮化工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种发动机正时链条销轴，包括对发动机正时链条销轴预先进行调质工艺，然后再对销轴表面进行软氮化工艺。该工艺能够有效地提高发动机正时链条销轴耐磨性、强度和使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于发动机链条专用销轴制造领域涉，尤其涉及一种具有高耐磨性、高强度和使用寿命长的发动机正时链条销轴。
背景技术
目前，一般的汽车发动机链条销轴表面是通过碳氮共渗工艺来进行处理，碳氮共渗是一种向工件表面同时渗入碳和氮，并以渗碳为主同时渗入较少量氮的化学热处理工艺，这在一定程度上能提高工件表面的抗疲劳强度和耐磨性。但在实际操作中，一直存在难以解决技术难点：因为氮原子比碳原子摩擦系数低，更耐磨，但是氮化温度在550-580度左右，渗碳温度在820-860度左右，氮化时销轴心部硬度很低，只有200HV左右，完全不能满足汽车发动机正时链销轴剪切强度要求，渗碳时氮原子基本没有渗入，耐磨损性能不理想。
发明内容
针对现有技术的不足之处，本发明提供一种能够有效地提高发动机正时链条销轴耐磨性、强度和使用寿命的发动机正时链条销轴的软氮化工艺。
为了实现发明目的，本发明采取的技术方案为：
一种发动机正时链条销轴，包括对发动机正时链条销轴预先进行调质工艺，然后再对销轴表面进行软氮化工艺。
作为优选，进行调质工艺后发动机正时链条销轴的表面硬度达到32-35HRC，粗糙度达到Ra0.06-0.09微米。
作为优选，所述的软氮化工艺的软氮化层深度为10-20μm。
本发明所述的调质工艺包括采用高级氮化钢，淬火温度930℃保温30分钟，碳势控制在0.4-0.45％，40-70℃油冷却，回火580℃保温90分钟空冷，所述的高级氮化钢为38CrMoAl。
本发明所述的所述的软氮化工艺包括在盐浴井式炉中通过放置网状夹具进行软氮化处理，软氮化时间3-4小时。
作为优选，所述的盐浴成分包括碳酰胺、碳酸钠和氯化钾，所述碳酰胺与碳酸钠的摩尔比3：2；氯化钾占总摩尔当量的18-21％，这里的总摩尔当量为三者的总摩尔数。
作为优选，所述的软氮化工艺流程为：除油—预热—软氮化—清洗，其中软氮化工艺包括淬火温度560℃保温180-240分钟，炉冷至250℃后进行空冷。
本发明与现有技术相比，具有如下优势：
一、本申请的发动机正时链条销轴渗层均匀，由于预先进行调质工艺保证芯部硬度，表面硬度高且销轴热处理性能满足发动机正时链要求；
二、本申请的发动机正时链条销轴表面形成氮化铝的组织，摩擦系数小于碳氮共渗，耐磨损性能较好，硬度高950-1000HV且不易脱落，粗糙度及尺寸精度保持原有尺寸精度；渗后销轴不仅具有很高的耐磨性、疲劳强度和稳定性，而且大大提高销轴的使用寿命。
附图说明
图1是通过本实施例1得到的发动机正时链条销轴的放大200倍后金相图；
图2是通过本实施例1得到的发动机正时链条销轴的放大500倍后金相图；
图3是通过本实施例1得到的发动机正时链条销轴的硬度梯度曲线；
图4是通过本实施例1得到的发动机正时链条销轴与实施例4渗碳工艺的磨损试验对比分析图表。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种发动机正时链条销轴，包括对发动机正时链条销轴预先进行调质工艺，然后再对销轴表面进行软氮化工艺。
调质工艺包括采用38crmoal，淬火温度930℃保温30分钟，碳势控制在0.40％，40℃油冷却，回火580℃保温90分钟空冷，表面硬度达到32HRC，粗糙度达到Ra0.09微米；
软氮化工艺包括在盐浴井式炉中通过放置网状夹具进行软氮化处理，软氮化时间3-4小时，所述的盐浴成分包括碳酰胺、碳酸钠和氯化钾，所述碳酰胺的摩尔量为30摩尔，碳酸钠的摩尔量为20摩尔；氯化钾占总摩尔当量的18％，即为10.97摩尔，软氮化包括淬火温度560℃保温180-240分钟，炉冷至250℃后进行空冷软氮化工艺的软氮化层深度为10-20μm。
实施例2
一种发动机正时链条销轴，包括对发动机正时链条销轴预先进行调质工艺，然后再对销轴表面进行软氮化工艺。
调质工艺包括采用38crmoal，淬火温度930℃保温30分钟，碳势控制在0.45％，70℃油冷却，回火580℃保温90分钟空冷，表面硬度达到35HRC，粗糙度达到Ra0.06微米；
软氮化工艺包括在盐浴井式炉中通过放置网状夹具进行软氮化处理，软氮化时间3小时，所述的盐浴成分包括碳酰胺、碳酸钠和氯化钾，所述碳酰胺的摩尔量为30摩尔，碳酸钠的摩尔量为20摩尔；氯化钾占总摩尔当量的21％，即为13.29摩尔，软氮化包括淬火温度560℃保温180-240分钟，炉冷至250℃后进行空冷软氮化工艺的软氮化层深度为10-20μm。
实施例3
一种发动机正时链条销轴，包括对发动机正时链条销轴预先进行调质工艺，然后再对销轴表面进行软氮化工艺。
调质工艺包括采用38crmoal，淬火温度930℃保温30分钟，碳势控制在0.42％，50℃油冷却，回火580℃保温90分钟空冷，表面硬度达到34HRC，粗糙度达到Ra0.089微米；
软氮化工艺包括在盐浴井式炉中通过放置网状夹具进行软氮化处理，软氮化时间3-4小时，所述的盐浴成分包括碳酰胺、碳酸钠和氯化钾，所述碳酰胺的摩尔量为30摩尔，碳酸钠的摩尔量为20摩尔；氯化钾占总摩尔当量的20％，即为12.5摩尔，软氮化包括淬火温度560℃保温180-240分钟，炉冷至250℃后进行空冷软氮化工艺的软氮化层深度为10-20μm。
实施例4
一种发动机正时链条销轴的渗碳工艺采用普通销轴20CrMnMo，淬火温度930℃保温65-70分钟，油冷，在180-190℃回火180分钟后进行空冷，渗碳工艺的硬化层深度为0.15-0.25mm，表面硬度得到700HV，粗糙度Ra0.06微米。
从金相图，可以看出软氮化销轴渗层与基体之间结合强度好，渗层比较致密，使表面硬度大大提高，提高了耐磨性。
从磨损曲线比较可得，在相同条件下进行的磨损试验，说明镀钒之后的销轴的耐磨性更优于碳氮共渗销轴的耐磨性。
需要理解到的是：上述实施例虽然对本发明的设计思路作了比较详细的文字描述，但是这些文字描述，只是对本发明设计思路的简单文字描述，而不是对本发明设计思路的限制，任何不超出本发明设计思路的组合、增加或修改，均落入本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种发动机正时链条销轴，其特征在于对发动机正时链条销轴预先进行调质工艺，然后采用软氮化工艺。
2.根据权利要求1所述的发动机正时链条销轴，其特征在于所述的调质工艺包括采用高级氮化钢，淬火温度930℃保温30分钟，碳势控制在0.4-0.45％，40-70℃油冷却，回火580℃保温90分钟空冷。
3.根据权利要求2所述的发动机正时链条销轴，其特征在于所述的高级氮化钢为38CrMoAl。
4.根据权利要求1或2所述的发动机正时链条销轴，其特征在于所述的软氮化工艺包括在盐浴井式炉中通过放置网状夹具进行软氮化处理，软氮化时间3-4小时。
5.根据权利要求4所述的发动机正时链条销轴，其特征在于所述的盐浴成分包括碳酰胺、碳酸钠和氯化钾，所述碳酰胺与碳酸钠的摩尔比3：2，氯化钾占总摩尔当量的18-21％。
6.根据权利要求4或5所述的发动机正时链条销轴，其特征在于所述的软氮化工艺包括淬火温度560℃保温180-240分钟，炉冷至250℃后进行空冷。
7.根据权利要求1至6任一所述的发动机正时链条销轴，其特征在于所述的软氮化工艺的软氮化层深度为10-20μm。
8.根据权利要求1至6任一所述的发动机正时链条销轴，其特征在于进行调质工艺后发动机正时链条销轴的表面硬度达到32-35HRC，粗糙度达到Ra0.06-0.09微米。
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