CN105296840A - 汽车发动机凸轮轴制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了汽车发动机凸轮轴制备方法，加工步骤包括：通过铸造工艺制得杆料毛坯，控制杆料毛坯的各化学成分的重量百分比应满足下述要求：C？2.05～2.35、Mn？0.12～0.35、Si？0.25～0.35、W？0.01-0.04、0.015≤P≤0.025、0.015≤S≤0.035、Ni？0.15～0.20、Ti？0.025～0.045、Sn？0.02～0.03、Cr≤0.02，Mo？0.85~1.15%，余量为铁；本发明提高了发动机凸轮轴强度，达到了发动机凸轮轴所需的硬度值、强度值，解决了高温度下发动机凸轮轴的延迟断裂和疲劳断裂，在使用中连接可靠，不易折断，提高了发动机凸轮轴。

Description

汽车发动机凸轮轴制备方法
技术领域
本发明涉及发动机制备领域，尤其是一种汽车发动机凸轮轴制备方法。
背景技术
凸轮轴是活塞发动机里的一个部件。它的作用是控制气门的开启和闭合动作。虽然在四冲程发动机里凸轮轴的转速是曲轴的一半(在二冲程发动机中凸轮轴的转速与曲轴相同)，不过通常它的转速依然很高，而且需要承受很大的扭矩，因此设计中对凸轮轴在强度和支撑方面的要求很高，其材质一般是特种铸铁，偶尔也有采用锻件的。由于气门运动规律关系到一台发动机的动力和运转特性，因此凸轮轴设计在发动机的设计过程中占据着十分重要的地位。因此对凸轮轴生产方法加以研究和改进，确保高强度螺栓的质量稳定性，对技术和经济的发展具有重要作用。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处，而提供一种汽车发动机凸轮轴制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案如下：
汽车发动机凸轮轴制备方法，加工步骤包括：
a、通过铸造工艺制得杆料毛坯，控制杆料毛坯的各化学成分的重量百分比应满足下述要求：C2.05～2.35、Mn0.12～0.35、Si0.25～0.35、W0.01-0.04、0.015≤P≤0.025、0.015≤S≤0.035、Ni0.15～0.20、Ti0.025～0.045、Sn0.02～0.03、Cr≤0.02，Mo0.85~1.15%，余量为铁；
b、经过铸造成型后的凸轮轴做酸洗处理，依照凸轮轴线径要求，对其进行抽线，以使凸轮轴收缩到凸轮轴所需的线径；将收缩线径后的凸轮轴切断至所需的长度，在常温下将切断后的螺栓放入模具型腔内，以镦锻力使凸轮轴所需凸径尺寸；
c、渗碳处理，凸轮轴放入渗碳炉内渗碳，渗碳温度820～850℃，炉内压强控制在0.25-0.35MPa，时间14～16小时，渗碳后随炉冷却；
d、首先用14-16%氢氧化铝溶液对凸轮轴洗涤进行脱脂处理，温度控制在50-60℃之间，时间为12-16分钟，然后水洗；再用55%KHSO4溶液洗涤进行酸洗处理，温度控制在28-32℃，时间为11-12分钟，然后水洗；最后在温度40-50℃情况下，浸入十二烷基苯磺酸钠溶液中，温度控制在45-55℃，浸入时间为12-15分钟；
e、在温度为350～400℃的条件下，铸态毛坯分别进行真空渗氮处理、盐浴淬火池处理，真空渗氮处理是先将真空炉排气至真空度0.25-0.35Pa后，将铸态毛坯升温至500～520℃，同时以1.2-1.5L/min送入氨气，炉压控制在0.2-0.6Pa，然后进行盐浴淬火，盐浴处理温度为102-120℃，盐浴处理保温时间为1.8-2h。
所述的渗碳处理，凸轮轴放入渗碳炉内渗碳，渗碳温度835℃，炉内压强控制在0.3MPa，时间15小时，渗碳后随炉冷却。
本发明的发动机凸轮轴制备方法中合金元素配比合理，同时铸件通过铸造、酸洗处理、渗碳处理、脱脂处理、真空渗氮处理、盐浴淬火池处理，提高了发动机凸轮轴强度，达到了发动机凸轮轴所需的硬度值、强度值，解决了高温度下发动机凸轮轴的延迟断裂和疲劳断裂，在使用中连接可靠，不易折断，提高了发动机凸轮轴。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述：
汽车发动机凸轮轴制备方法，加工步骤包括：
a、通过铸造工艺制得杆料毛坯，控制杆料毛坯的各化学成分的重量百分比应满足下述要求：C2.05～2.35、Mn0.12～0.35、Si0.25～0.35、W0.01-0.04、0.015≤P≤0.025、0.015≤S≤0.035、Ni0.15～0.20、Ti0.025～0.045、Sn0.02～0.03、Cr≤0.02，Mo0.85~1.15%，余量为铁；
b、经过铸造成型后的凸轮轴做酸洗处理，依照凸轮轴线径要求，对其进行抽线，以使凸轮轴收缩到凸轮轴所需的线径；将收缩线径后的凸轮轴切断至所需的长度，在常温下将切断后的螺栓放入模具型腔内，以镦锻力使凸轮轴所需凸径尺寸；
c、渗碳处理，凸轮轴放入渗碳炉内渗碳，渗碳温度835℃，炉内压强控制在0.3MPa，时间15小时，渗碳后随炉冷却；
d、首先用14-16%氢氧化铝溶液对凸轮轴洗涤进行脱脂处理，温度控制在50-60℃之间，时间为12-16分钟，然后水洗；再用55%KHSO4溶液洗涤进行酸洗处理，温度控制在28-32℃，时间为11-12分钟，然后水洗；最后在温度40-50℃情况下，浸入十二烷基苯磺酸钠溶液中，温度控制在45-55℃，浸入时间为12-15分钟；
e、在温度为350～400℃的条件下，铸态毛坯分别进行真空渗氮处理、盐浴淬火池处理，真空渗氮处理是先将真空炉排气至真空度0.25-0.35Pa后，将铸态毛坯升温至500～520℃，同时以1.2-1.5L/min送入氨气，炉压控制在0.2-0.6Pa，然后进行盐浴淬火，盐浴处理温度为102-120℃，盐浴处理保温时间为1.8-2h。
根据本发明汽车发动机凸轮轴制备方法，经过检测试验其机械性能数值如下，凸轮轴心部硬度达40-42HRC、抗拉强度达到1150Mpa，屈服强度达到1150Mpa，延伸率大于10%,断面收缩率大于28%,冲击韧性大于50J/cm2，综合机械性能比现有工艺制造出的凸轮轴高10-12%。
最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，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实质和范围。

Claims (2)

1.汽车发动机凸轮轴制备方法，其特征在于，加工步骤包括：
a、通过铸造工艺制得杆料毛坯，控制杆料毛坯的各化学成分的重量百分比应满足下述要求：C2.05～2.35、Mn0.12～0.35、Si0.25～0.35、W0.01-0.04、0.015≤P≤0.025、0.015≤S≤0.035、Ni0.15～0.20、Ti0.025～0.045、Sn0.02～0.03、Cr≤0.02，Mo0.85~1.15%，余量为铁；
b、经过铸造成型后的凸轮轴做酸洗处理，依照凸轮轴线径要求，对其进行抽线，以使凸轮轴收缩到凸轮轴所需的线径；将收缩线径后的凸轮轴切断至所需的长度，在常温下将切断后的螺栓放入模具型腔内，以镦锻力使凸轮轴所需凸径尺寸；
c、渗碳处理，凸轮轴放入渗碳炉内渗碳，渗碳温度820～850℃，炉内压强控制在0.25-0.35MPa，时间14～16小时，渗碳后随炉冷却；
d、首先用14-16%氢氧化铝溶液对凸轮轴洗涤进行脱脂处理，温度控制在50-60℃之间，时间为12-16分钟，然后水洗；再用55%KHSO4溶液洗涤进行酸洗处理，温度控制在28-32℃，时间为11-12分钟，然后水洗；最后在温度40-50℃情况下，浸入十二烷基苯磺酸钠溶液中，温度控制在45-55℃，浸入时间为12-15分钟；
e、在温度为350～400℃的条件下，铸态毛坯分别进行真空渗氮处理、盐浴淬火池处理，真空渗氮处理是先将真空炉排气至真空度0.25-0.35Pa后，将铸态毛坯升温至500～520℃，同时以1.2-1.5L/min送入氨气，炉压控制在0.2-0.6Pa，然后进行盐浴淬火，盐浴处理温度为102-120℃，盐浴处理保温时间为1.8-2h。
2.根据权利要求1所述的汽车发动机凸轮轴制备方法，其特征在于：所述的渗碳处理，凸轮轴放入渗碳炉内渗碳，渗碳温度835℃，炉内压强控制在0.3MPa，时间15小时，渗碳后随炉冷却。
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