CN105274308B - 汽车发动机凸轮真空等温球化退火工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了汽车发动机凸轮真空等温球化退火工艺，汽车发动机凸轮真空等温球化退火工艺，包括以下步骤：将零件分层排放于真空退火炉中并抽真空；通入高纯氮气作为载气，将所述退火炉复压；将所述退火炉升温加热，再抽真空；将所述退火炉再次升温加热，并保温使零件奥氏体化；在所述退火炉中通入高纯氮气快速冷却并等温球化；通入高纯氮气快速冷却，然后将所述零件出炉自然冷却。本发明所述汽车发动机凸轮真空等温球化退火工艺，珠光体球化率≥99％。碳化物颗粒≤3μm，呈球状分布，比保护气氛等温球化退火工艺缩短工艺周期33.1％，且不采用甲醇裂解气作为保护气氛，无甲醇生产消耗，也无二氧化碳气体排放量。
Description
技术领域
本发明涉及汽车发动机制造技术领域，尤其涉及汽车发动机凸轮真空等温球化退火工艺。
背景技术
凸轮轴是汽车发动机的关键零件之一，目前许多汽车发动机采用装配式凸轮轴的生产工艺。作为凸轮轴关键部件的凸轮采用100Cr6的材料，经热锻、喷丸、等温球化退火、淬火、深冷、回火、喷丸、机加工进行处理。现有汽车凸轮锻造后采用保护气氛球化退火工艺，该工艺采用零件加热奥氏体化后连续降温退火，其缺点是：工艺周期性长，生产效率低，且表面碳化物形态差、碳化物颗粒尺寸大，影响后期淬火后的碳化物形态和磨削烧伤以及机械性能，不利于工业化生产。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供汽车发动机凸轮真空等温球化退火工艺，解决等温球化退火工艺周期长，生产效率低，退火后碳化物形态差和碳化物颗粒尺寸大的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供汽车发动机凸轮真空等温球化退火工艺，包括以下步骤：
(1)将零件分层排放于真空退火炉中并抽真空；
(2)通入高纯氮气作为载气，将所述退火炉复压；
(3)将所述退火炉升温加热，再抽真空；
(4)将所述退火炉再次升温加热，并保温使零件奥氏体化；
(5)在所述退火炉中通入高纯氮气快速冷却并等温球化；
(6)通入高纯氮气快速冷却，然后将所述零件出炉自然冷却。
作为本发明所述的汽车发动机凸轮真空等温球化退火工艺的一种优选方案，所述高纯氮气为体积百分数是99.9995％的氮气。
作为本发明所述的汽车发动机凸轮真空等温球化退火工艺的一种优选方案，步骤(1)中所述抽真空为抽真空至1mba的真空度。
作为本发明所述的汽车发动机凸轮真空等温球化退火工艺的一种优选方案，步骤(2)中所述复压为复压至1atm。
作为本发明所述的汽车发动机凸轮真空等温球化退火工艺的一种优选方案，步骤(3)中所述升温加热为升温至180±10℃，所述抽真空为抽真空至5*10-2mba的真空度。
作为本发明所述的汽车发动机凸轮真空等温球化退火工艺的一种优选方案，步骤(4)中所述升温加热为升温至800±5℃，所述保温为在800±5℃下保温120min。
作为本发明所述的汽车发动机凸轮真空等温球化退火工艺的一种优选方案，步骤(5)中所述冷却为将温度冷却至700±5℃，所述等温球化指在700±5℃的温度下保温240min。
作为本发明所述的汽车发动机凸轮真空等温球化退火工艺的一种优选方案，步骤(6)中所述冷却为将温度冷却至80℃以下。
本发明所述的汽车发动机凸轮真空等温球化退火工艺，能够使经本工艺等温球化后的零件表面光亮，无氮化脱碳，珠光体球化率≥99％。碳化物颗粒≤3μm，呈球状分布，比保护气氛等温球化退火工艺缩短工艺周期33.1％，且不采用甲醇裂解气作为保护气氛，无甲醇生产消耗，也无二氧化碳气体排放量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中，
图1是现有技术中汽车发动机凸轮保护气氛等温球化退火工艺的曲线图；
图2是本发明所述的汽车发动机凸轮真空等温球化退火工艺的曲线图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提出的汽车发动机凸轮真空等温球化退火工艺，其包括如下步骤或操作。
步骤1，将零件分层排放于真空退火炉中并抽真空。
在一个实施例中，该步骤可以具体如下执行：将零件分层排放于真空退火炉中，抽真空至真空度为1mba，以避免零件加热过程中的氧化脱碳。
步骤2，通入高纯氮气作为载气，将所述退火炉复压。
在一个实施例中，该步骤可以具体如下执行：通入体积百分数是99.9995％的高纯氮气作为载气，将所述退火炉复压至1atm。
步骤3，将所述退火炉升温加热，再抽真空。
在一个实施例中，该步骤可以具体如下执行：将所述退火炉升温加热至180±10℃再抽真空至5*10-2mba。
步骤4，将所述退火炉再次升温加热，并保温使零件奥氏体化。
在一个实施例中，该步骤可以具体如下执行：将所述退火炉再升温加热至800±5℃，保温2h，使零件奥氏体化。
步骤5，在所述退火炉中通入高纯氮气快速冷却并等温球化。
在一个实施例中，该步骤可以具体如下执行：在所述退火炉中通入体积百分数是99.9995％的高纯氮气快速冷却至700±5℃等温球化4h。
步骤6，通入高纯氮气快速冷却，然后将所述零件出炉自然冷却。
在一个实施例中，该步骤可以具体如下执行：在所述退火炉中通入体积百分数是99.9995％的高纯氮气快速冷却至80℃以下出炉自然冷却。
其下面结合具体的实施例对本发明所述生产方法进行详细说明。
实施例一
1、将产品入炉用叉车将分层排放的零件移送到真空退火炉中。
2、打开真空泵，将退火炉抽真空至1mba的真空度。
3、氮化复压充入99.9995％的氮气将炉内复压至1atm。
4、升温将炉温加热至180±10℃，抽真空至5*10-2mba的真空度。
5、升温将炉温加热至800±5℃，在800±5℃温度下保温120min，使零件的组织转变为奥氏体。
6、降温通入99.9995％氮气利用设备换热装置迅速将零件降温到700±5℃，在700±5℃保温240min，实现零件组织由奥氏体向珠光体的转化并使之呈球状，同时使碳化物颗粒球化成弥散细小的球状。
7、冷却通入99.9995％氮气利用设备换热装装置迅速将零件冷却至少于80℃，缩短零件出炉时间。
8、出炉将零件用叉车移上真空退火炉进行自然冷却。
为了便于理解上述工艺的特点，请参阅图1和图2，图1是现有技术中汽车发动机凸轮保护气氛等温球化退火工艺的曲线图；图2是本发明所述的汽车发动机凸轮真空等温球化退火工艺的曲线图。如图1和图2所示，本工艺比现有技术缩短时间205min，且未用到甲醇。
综上所述，本发明所述的汽车发动机凸轮真空等温球化退火工艺，其特点是：能够使经本工艺等温球化后的零件表面光亮，无氮化脱碳，珠光体球化率≥99％。碳化物颗粒≤3μm，呈球状分布，比保护气氛等温球化退火工艺缩短工艺周期33.1％，且不采用甲醇裂解气作为保护气氛，无甲醇生产消耗，也无二氧化碳气体排放量。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.汽车发动机凸轮真空等温球化退火工艺，其包括：
(1)将零件分层排放于真空退火炉中并抽真空；
(2)通入高纯氮气作为载气，将所述退火炉复压；
(3)将所述退火炉升温加热至180±10℃，再抽真空至5*10-2mba的真空度；
(4)将所述退火炉再次升温加热至800±5℃，并在800±5℃下保温120min使零件奥氏体化；
(5)在所述退火炉中通入高纯氮气快速冷却至700±5℃并在700±5℃的温度下保温240min等温球化；
(6)通入高纯氮气快速冷却至80℃以下，然后将所述零件出炉自然冷却。
2.如权利要求1所述的汽车发动机凸轮真空等温球化退火工艺,其特征在于：所述高纯氮气为体积百分数是99.9995％的氮气。
3.如权利要求1所述的汽车发动机凸轮真空等温球化退火工艺,其特征在于：步骤(1)中所述抽真空为抽真空至1mba的真空度。
4.如权利要求1所述的汽车发动机凸轮真空等温球化退火工艺,其特征在于：步骤(2)中所述复压为复压至1atm。
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