CN107110090A - 汽油直喷用燃料轨 - Google Patents

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Abstract

本发明低成本地得到燃料轨，该燃料轨在成型加工为管坯之前的硬度低，可确保良好的成型性，能够进行焊接管的成型，同时具备即使形成为比较薄的壁，也能够耐受高燃料压力的高强度的性质。本发明的燃料轨是在30MPa以上的燃料压力下进行使用且利用钢铁制焊接管形成的汽油直喷用燃料轨，其中，该燃料轨由包含化学成分C、Si、Mn、P、S、Nb、Mo的铁合金构成，板厚t与外径D之比t/D为0.2以下，在制造时通过实施炉中钎焊加工而能够析出贝氏体组织。

Description

汽油直喷用燃料轨
技术领域
本发明涉及汽油直喷用燃料轨。
背景技术
现有的汽油直喷系统的燃料压力为20MPa以下，通过确保燃料轨的壁厚来确保耐压强度。在这样的燃料压力区域中，没必要使用特别高强度的材料，燃料轨的壁也比较薄，因而也能够进行焊接管的制造。但是近年来通过改善油耗、增强排出气体的控制等，如专利文献1、2所示的汽油直喷系统的燃料压力倾向于进一步高压化，目前的燃料压力超过了30MPa。因此，为了能够耐受这样的高压，需要将燃料轨形成为厚壁。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-16668号公报
专利文献2：日本特开2010-7651号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，为了制成可耐受30MPa以上的燃料压力的厚度，通过辊轧成型制造焊接管是困难的，因而只有制造无缝管的方法，但无缝管的制造成本高。另外，作为厚壁化以外的方法，考虑将材料本身高强度化来形成薄壁部件的方法，但以往使用的高强度材料的碳量多，因而在制造过程中进行炉中钎焊加工时，表面由于高温发生脱碳而变软、疲劳强度降低，因此难以满足作为本来目的的高强度的性质。进而，这样的材料不适合焊接，无法充分地确保焊接品质。
因此，本发明是为了解决上述课题而进行的，其目的在于低成本地得到燃料轨，该燃料轨在成型加工为管坯之前的硬度低，可确保良好的成型性，能够通过辊轧成型加工进行焊接管的成型，同时具备即使形成为较薄的壁，也能够耐受高燃料压力的高强度的性质。
用于解决课题的手段
本发明解决了上述课题，其是在30MPa以上的燃料压力下进行使用且利用钢铁制焊接管形成的汽油直喷用燃料轨，其中，该燃料轨由包含化学成分C、Si、Mn、P、S、Nb、Mo的铁合金构成，板厚t与外径D之比t/D为0.2以下，在制造时通过实施炉中钎焊加工而能够析出贝氏体组织。需要说明的是，本发明的炉中钎焊加工是指在炉中升温至1000℃以上，并且由该温度缓缓冷却至室温的加工。
另外，燃料压力可以为30MPa～80MPa。
发明效果
在本发明中，如上所述，燃料轨由铁合金构成，该铁合金包含由成分C、Si、Mn、P、S、Nb、Mo构成的化学成分，在成型加工为管坯前的状态下，形成铁素体组织或者铁素体-珠光体组织。因此，在这样的状态下能够保持低硬度，同时能够良好地保持焊接品质，因而能够使加工容易。
此外，通过在制造工序中实施炉中钎焊加工，析出贝氏体组织。由于该贝氏体组织的存在而使得材质的强度比现有的材质高，能够确保高耐压性。因此能够将整体形状形成为薄壁状，制成轻量的制品，从而能够通过辊轧成型利用焊接管低成本地形成，同时由于高强度和高耐压这样的性质，能够得到在30MPa以上的高燃料压力下能够使用的制品。
实施例
下面对作为本发明实施例的汽油直喷用燃料轨进行说明。首先将构成本实施例的铁合金材料中的除铁与杂质以外的化学成分及其相对于总成分的混合比例列于下表1。
[表1]
C(％) Si(％) Mn(％) P(％) S(％) Nb(％) Mo(％) Ni(％) Cr(％)
实施例1 0.20 0.21 1.63 0.010 0.002 0.026 0.38 - -
实施例2 0.18 0.20 1.25 0.015 0.002 0.025 0.25 - -
比较例1 0.02 0.33 1.33 0.036 0.022 - - 9.89 18.35
如上所述，在本发明的实施例1、2中，包含C、Si、Mn、P、S、Nb、Mo。此处，在下面对实施例1、2的制造方法进行说明时，实施例1、2中，铁合金由表1所示的化学成分以及铁、其他杂质构成。并且利用该材料形成焊接管，将该焊接管的两端利用部件堵塞，同时分别组装插口或固定器具。并且，对于上述组装完成的部件在1000℃以上的炉中实施炉中铜钎焊加工，其后缓慢地冷却，经合模、泄漏检查等工序制成制品出库。
实施例1、2的燃料轨如上所述进行炉中铜钎焊加工，该炉中铜钎焊加工在炉中升温至1000℃以上，之后缓慢地进行冷却。通过进行该炉中铜钎焊加工，由上述材料形成的实施例1、2的铁合金的物性发生变化。此处，为了验证该炉中铜钎焊加工前后的物性变化，基于JIS标准进行物性试验。
具体地说，利用实施例1、2的材料形成JIS5试验片(板厚1.6mm、形成宽度25mm、形成长度350mm)，使用该试验片进行拉伸试验以及组织观察。将该拉伸试验和组织观察的结果列于下表2。需要说明的是，表2的“通过炉之前”表示成型加工为管坯之前，“通过炉之后”表示炉中铜钎焊加工之后。
[表2]
如表2所示，关于拉伸强度、0.2％屈服强度、硬度，炉中铜钎焊加工后的数值高于成型加工为管坯之前。另外，对各试样的组织进行了观察，结果发现，实施例1、2中，在炉中铜钎焊加工后均观察到了贝氏体的析出。另一方面，在成型加工为管坯之前仅有铁素体或铁素体-珠光体组织，未发现贝氏体组织。
由上述结果确认到，在包含化学成分C、Si、Mn、P、S、Nb、Mo的实施例1、2的燃料轨中，通过实施炉中铜钎焊加工而生成贝氏体组织，通过该贝氏体组织的存在能够得到与成型加工为管坯之前相比更高强度且更高硬度的性质。另外确认到，由于成型加工为管坯之前与现有产品同样地为铁素体组织或者铁素体-珠光体组织，因而为能够良好地保持焊接品质、同时成型性优异的材料。
进一步地，为了确认上述实施例1、2的材料与包含与实施例1、2不同的化学成分的现有燃料轨的材料的物性差异，对于现有的燃料轨中使用的材料也与实施例1、2同样地进行了基于JIS标准的拉伸试验和组织观察。需要说明的是，关于现有的燃料轨中使用的材料的铁和杂质以外的化学成分及其相对于总成分的混合比例，作为比较例1列于表1。如表1所示，比较例1与实施例1、2的化学成分不同，不包含Nb和Mo，并且包含在实施例1、2的材料中不含有的Ni、Cr。需要说明的是，在比较例1中，也与实施例1、2同样地使用JIS5试验片(板厚1.6mm、形成宽度25mm、形成长度350mm)。将其结果列于下表3。
[表3]
拉伸强度(MPa) 硬度(HV) 组织
实施例1 722 238 贝氏体
实施例2 628 211 贝氏体
比较例1 520 150 奥氏体
其结果表明，与比较例1相比，本实施例1、2的拉伸强度和硬度均显示出了更高值。另外进行了组织确认，结果实施例1、2中析出了贝氏体组织，与此相对，比较例1中为奥氏体组织，未观察到贝氏体组织的析出。由此确认到，与现有材料相比，实施例1、2的材料为高强度且为高硬度。
另外，作为利用上述实施例1、2的材料形成的燃料轨的一例，可以成型为表4所示尺寸的制品。需要说明的是，在表4中，D表示燃料轨的外径、t表示燃料轨的壁厚。并且，表4的a是主要在30MPa附近的燃料压力下使用的情况，在利用实施例1、2的材料形成的情况下，其外径D为11mm、壁厚t为2.0mm，能够形成t/D为0.2以下的薄壁。与此相对，在利用比较例1的材料形成的现有产品的情况下，为了能够在30MPa附近的燃料压力下使用，必须使外径为15mm、壁厚为4.0mm，因而t/D高于0.2，所形成的壁厚必须远大于利用实施例1、2的材料形成的壁厚。
另外，表4的b是主要在80MPa附近的燃料压力下使用的情况，在利用实施例1、2的材料形成的情况下，其外径为13mm、壁厚为2.3mm，能够形成t/D为0.2以下的薄壁。与此相对，在利用比较例1的材料形成的情况下，为了能够在80MPa附近的燃料压力下使用，必须使外径为20mm、壁厚为5.8mm，因而t/D高于0.2，这种情况下，所形成的壁厚也必须远大于利用实施例1、2的材料形成的壁厚。
[表4]
根据以上的结果，与现有产品相比，由实施例1、2的材料形成的燃料轨形成为薄壁状，能够制成轻量部件，能够通过辊轧成型加工利用焊接管进行成型，同时能够得到高强度和高耐压的性质。因此，能够廉价且容易地得到能够应对30MPa～80MPa这样的高燃料压力的制品。

Claims (2)

1.一种汽油直喷用燃料轨，其是在30MPa以上的燃料压力下进行使用且利用钢铁制焊接管形成的汽油直喷用燃料轨，其特征在于，该燃料轨由包含化学成分C、Si、Mn、P、S、Nb、Mo的铁合金构成，板厚t与外径D之比t/D为0.2以下，在制造时通过实施炉中钎焊加工而能够析出贝氏体组织。
2.如权利要求1所述的汽油直喷用燃料轨，其特征在于，燃料压力为30MPa～80MPa。
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